精品文檔-下載后可編輯十問十答帶你實(shí)戰(zhàn)運(yùn)算放大器設(shè)計-基礎(chǔ)電子本文主要講了一下關(guān)于運(yùn)算放大器設(shè)計的一些知識，希望對你的學(xué)習(xí)有所幫助。Q1：OPA內(nèi)部是怎樣構(gòu)成的？“就是一堆晶體管”

-包含輸入級，中間放大級和輸出級。基于應(yīng)用的話，不用特別關(guān)注內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。-同相端和反相端輸入地方有等效二極管，就是所謂的ESD保護(hù)。一般運(yùn)放內(nèi)部都會做。輸出端也有。但是因?yàn)樽鲈谛酒瑑?nèi)部，所以能力有限，即通過瞬間電流有限。提示：芯片級的ESD等級和產(chǎn)品級的ESD等級完全是兩碼事，遵循的不是一個規(guī)范。芯片規(guī)格書上，ESD指標(biāo)雖然寫著2kV，應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品上，如果打2kV靜電上去，是無法承受的。產(chǎn)品ESD遵循的是IEC61340的標(biāo)準(zhǔn)。所以，設(shè)計過程中，想要通過選擇自身ESD高的芯片去防止浪涌，是不可取的。所以一般芯片，用靜電槍直接打管腳，能承受400v靜電的已經(jīng)算芯片了。有的芯片會直接標(biāo)機(jī)器模式，通常就是400v和200v這樣的值了。Q2:OPA常用封裝有哪些？常見1/2/4路，常用封裝基本都兼容。小提示：設(shè)計時候盡量選通用封裝，否則很容易是SingleSource（獨(dú)一物料，市面上沒有兼容的），結(jié)果就是被供應(yīng)商綁架。日系的很多封裝尺寸很怪異。跟歐美系的很多封裝不一樣。所以選日系芯片的時候，留個心眼，一不小心，就是singlesource了。Q3：OPA都有哪些作用？放大小信號（或縮小大信號）阻抗匹配信號隔離：例如跟隨放大器濾波（低通，高通，帶通濾波等）：一階濾波用的比較多，提示，網(wǎng)上小工具可以用來計算參數(shù)。驅(qū)動：可以驅(qū)動音響，驅(qū)動視頻設(shè)備伽馬線，這些應(yīng)用都要求瞬間輸出電流很大。-運(yùn)放驅(qū)動長線：線約長，分布電容越大，運(yùn)放驅(qū)動容性負(fù)載，會產(chǎn)生震蕩做小功率電源-一般運(yùn)放輸出20-30mA，跟I/O口差不多。-有些特殊運(yùn)放能夠輸出1-2A比較大電流的，可以當(dāng)做小功率電源用，很干凈。但是不能做基準(zhǔn)源，因?yàn)榫炔粔?。Q4：OPA怎樣供電？-引用業(yè)內(nèi)資深：如果一個運(yùn)放都不舍得用LDO供電，還指望談穩(wěn)定性？-DCDC都不可以，盡量是LDO，次也得7805。Q5：OPA都有哪些類型？超低功耗運(yùn)放（NanoPowerOPA）：幾百nA低功耗運(yùn)放（MicroPowerOPA）：高速運(yùn)放（HighSpeedOPA）：重點(diǎn)兩個參數(shù)：增益帶寬積（GBP）和壓擺率（SR）高精度運(yùn)放（HighPrecisionOPA）：重點(diǎn)兩個參數(shù)：Vos失調(diào)電壓（低于采樣電壓的一半），溫漂低噪聲運(yùn)放（LowNoiseOPA）：常用于腦電波，心率，脈搏等小信號采集差分放大器（FullyDifferentialOPA）：輸入共模抑制比足夠大（有人拿高精度運(yùn)放當(dāng)做差分放大器，為了節(jié)省成本，但是效果不行。）功率放大器（PowerOPA）：功放驅(qū)動音頻放大器（AudioOPA）：儀表放大器（InstrumentationOPA）：共模抑制比很高。配合專門電路，能夠有效去除共模干擾。其他專用型放大器Q6：OPA常用的參數(shù)有哪些？輸入失調(diào)電壓（InputOffsetVoltage）Vos輸入失調(diào)電壓的溫漂（OffsetVoltageDrift）：對Vos的補(bǔ)充輸入偏執(zhí)電流（InputBiasCurrent）IB：輸入失調(diào)電流（InputOffsetCurrent）Ios：是IB的補(bǔ)充共模電壓輸入范圍（InputCommon-ModeVoltageRange）Vcm：運(yùn)放在某個供電下，同相端和反相端給到的信號范圍。輸出特性（OutputCharacteristic）輸出電流限制（OutputCurrentLimit）：關(guān)注這個參數(shù)，主要因?yàn)?，有些?yīng)用要求輸出電流盡量大，比如輸出線很長（跳線連接兩個系統(tǒng)）或者負(fù)載輸入阻抗很小。小提示：如果用長線鏈接兩個系統(tǒng)，輸出要串個電阻：1）來限流。2）防止熱插拔瞬間的浪涌。ESD和浪涌的區(qū)別。1）浪涌持續(xù)的是毫秒級，ESD靜電只持續(xù)微秒或者納秒級別。2）浪涌一般示波器可以抓下來。ESD靜電一般示波器是看不到的。工作電壓范圍VDD靜態(tài)工作電流（QuiescentCurrent）Iq增益帶寬積（GainBandwidthProduct）GBP：對交流信號非常重要，直流信號可以不用關(guān)注太多。壓擺率（SlewRate）SR：GBP大，意味著SR大；SR值用來反映跳變沿快慢的。開環(huán)增益（Open-LoopVoltageGain）Aol：常見120db;這個值越大，留給設(shè)計放大倍數(shù)的余量越大。也是交流特性，跟頻率密切相關(guān)。電壓噪聲密度（VoltageNoiseDensity）en：相位裕度（PhaseMargin）：越大越好，越穩(wěn)定共模信號抑制比（CommonModeRejection）：反映了對共模干擾信號的抑制能力，值越大越好。電源紋波抑制比（SupplyVoltageRejection）：反映了對供電端噪聲的抑制能力，值越大越好。Q7：三極管放大能代替運(yùn)放放大嗎？Yes：運(yùn)放內(nèi)部本身就是一堆晶體管的集成，音樂發(fā)燒友所推崇的所謂“膽機(jī)”，很多就是用分立的晶體管、電子管所設(shè)計。No：但是三極管參數(shù)一致性差，放大電路批量生產(chǎn)良率低，需要微調(diào)參數(shù)，生產(chǎn)工藝麻煩。Q8：什么是軌至軌運(yùn)放？軌（Rail）指的是供電電壓共模輸入電壓（CommonModeInputVoltage）范圍“包含（超過一點(diǎn)）”供電電壓，即所謂軌至軌輸入。輸出電壓范圍“包含（幾乎達(dá)到）”供電電壓，即所謂軌至軌輸出。Q9：運(yùn)放可以用作比較器么？Yes：大部分運(yùn)放是可以再開環(huán)下工作的No：-有一些運(yùn)放的同相輸入與反相輸入之間有嵌位二極管（差分二極管保護(hù)），用作比較器時（壓差超過0.7v）會導(dǎo)致其中一個嵌位二極管導(dǎo)通，（如果源輸入阻抗很低，可以供的電流很大）從而有大電流流過，甚至燒壞芯片。（看差模輸入電壓范圍，這個參數(shù)大，說明沒有嵌位二極管。可以用。）-反應(yīng)速度慢，即使高速運(yùn)放，也不夠快。-穩(wěn)定性不佳，過載飽和時恢復(fù)時間長。

-輸出無法真正到軌輸入級由于補(bǔ)償電路作用，可以超過供電軌，但是輸出級由于晶體管的導(dǎo)通內(nèi)阻，無法真正到軌，會有幾mV~幾十mV的差距。-輸出誤差和帶負(fù)載阻抗相關(guān)：負(fù)載大，輸出小，負(fù)載很重，輸出到電源軌的差距就很大Q10：怎樣選擇合適的運(yùn)放？直流信號：-確定信號具體特性：信號范圍，精度。確定好這些參數(shù)，甚至就可以直接聯(lián)系FAE來幫助選型。-輸入失調(diào)電壓（Vos）：根據(jù)信號值，來決定，通常取信號值的二分之一以內(nèi)。例如，信號值是1mV，那就需要盡量選擇Vos在0.5mV以內(nèi)的。所有的運(yùn)放都會給出該參數(shù)。著重看值，而不是典型值。-溫漂：看產(chǎn)品輸出地點(diǎn)，環(huán)境溫度可能不同。-輸入失調(diào)電流：如果傳感器帶載能力很差，即輸出阻抗很高，輸出電流小。對運(yùn)放的輸出失調(diào)電流就有要求了，要求輸入