Understanding Operational Amplifier Specifications
白皮书:SLOAO11
原文作者:Jim Karki
本文由以下6部分来讲解。
引言,介绍,同相放大器,反向放大器,运算放大器电路内部简图,运算放大器的参数。
1引言
为特定的应用选择合适的运算放大器需要明确设计目标,同时对规格书中的参数需理解。本文讨论数据表中的参数。
本文从背景信息开始。首先,介绍了放大器的基本原理,包括理想运放模型。以两个简单的放大电路为例,用理想模型进行了分析。第二,简化的讨论了运算放大器的内部电路,以说明限制运算放大器理想功能的参数是如何产生的。然后重点介绍了运放的技术指标。
德州仪器的书籍(数据手册,放大器,比较器和特殊功能)是讨论运算放大器规格的基础。介绍了德州仪器如何定义和测试运算放大器参数的信息。
2介绍
运算放大器(operational amplifier,简称运放)一词是在20世纪40年代出现的,是指一种特殊的放大器,通过适当选择外部元件,可以对其进行各种数学运算。早期的运算放大器是需要大量空间和能量的真空管制成的。后来,通过使用分立晶体管实现运算放大器,使其变得更小。如今,运算放大器是单片集成电路,更加高效和经济。
3运放基本模型
在进入运算放大器之前,让我们花一分钟回顾一下放大器的一些基本原理。放大器有一个输入端口和一个输出端口。在线性放大器中,输出信号=A*输入信号,其中A是放大系数或增益。
根据输入和输出信号的性质,我们可以有四种放大器增益:
电压型(电压输出/电压输入)
电流型(电流输出/电流输入)
电阻型(电压输出/电流输入)
跨导型(电流输出/电压输入)
由于绝大多数运算放大器都是电压型放大器,我们将把讨论局限于电压放大器,戴维南定理可用于推导放大器的模型,将其简化为适当的电压源和串联电阻。输入端口是无源的,不会产生自身的电压,其戴维南等效物是一个电阻元件,Ri。输出端口可以用输出电阻为Ro的电压源AVi来建模。为了完成一个简单的放大电路,我们将包括一个输入源和阻抗,VS和RS,以及输出负载,RL。图1显示了一个简单的放大电路的戴维南等效电路。
可以看出,我们在放大器的输入端口和输出端口都有分压电路。这就要求我们在使用不同的电源和/或负载时需要重新计算,考虑运放的输入阻抗和输出阻抗,以及负载的输入阻抗和前级的输出阻抗,使电路计算复杂化。