反相、同相放大电路平衡电阻的作用-KIA MOS管
平衡电阻的作用
(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。
芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。
(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。
运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?
(1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)一个固定的数。
(2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。
运算放大器指标
1.在任何情况下,都要避免让运放工作在单位增益带宽附近(开环增益曲线和闭环增益曲线的相交点附近),在这些频率点处,运放的各项指标都会急剧恶化。留有100倍以上的裕量将使得放大器拥有更理想的增益精度。
2.平衡电阻的使用问题,在ti的最新工艺的一些器件中,如opa277,由于芯片内部已经有了Ib的补偿电路,这时这样的补偿方法就没有意义了,反而会引入额外的失调和噪声增益。
3.对于ti的被称为Zero-Drift技术的一些运放,比如opa335等,其Vos Drift仅仅为0.02uV/C,使用时就基本不用考虑温度对失调电压的影响了。
4.运放输入端的共模电压太高或者太低,运放的输入端就会关闭或者停止工作。比如opa690在5伏单电源工作的情况下。
5.电流反馈型的运放没有增益带宽积的概念。
6.压摆率(Slew Rate),SR = 2π * f max* Vpp,由于压摆率的限制,会导致大信号条件下带宽不足的现象。因此,当我们把运放使用在大信号条件下,必须考虑运放的压摆率指标。
例如上图,是opa300(轨至轨输出,单电源供电,GBP为150MHz,压摆率80V/us)的最大输出电压摆幅与频率的关系,当供电为5V时,从图中可看出信号幅度为4.8V时,可用带宽只能到2.6MHz附近。
7.用运放做ADC的前级缓冲时,如果运放的建立时间(或上升时间,也是显示运放高速特性的重要参数,指当运放输入一个小信号的阶跃信号时,输出达到指定误差范围内为止的时间。
通常误差都指定为到0.1%或0.01%)超过了ADC的采样时间,显然ADC采到的很难是我们所期望得到的值。可见,ADC的速度越高,对运放的建立时间也就越高。
另一个例子是当运放不稳定时,输入阶跃或方波时在输出的上升沿会观察到大量的振铃和过冲,这会大大增加运放的建立时间,甚至导致运放不能正常工作。
8.CMRR(共模抑制比)当与频率对应的时候,随频率的增大而减小。
9.随着频率增大,PSRR的性能会急剧下降。所以在高精度的模拟电路中一般不会采用开关电源供电,因为他们虽然效率很高,但是会产生KHz量级的电源纹波噪声,对我们的高精度运放无疑是一个隐患,因此我们常用线性稳压器给高精度电路供电。
10.现代运放的电流噪声非常小,通常忽略不计。
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