运算放大器-TI高精度实验室

一、介绍

        本次内容会涵盖模拟信号链大部分产品,包括运算放大器、仪表放大器、模数转换器、数模转换器、比较器、电流发送器、多路选择器和参考电压。

        在这个课程系列中,我们将详细探讨产品的关键指标,例如在运算放大器探讨输入共模电压Vcm、输入失调电压Vos、运放本征噪声、开环增益AOL、带宽、压摆率、输出摆幅以及稳定性。除此之外,我们还会讲解一些典型应用,例如在运算放大器中包括光电二极管放大电路、电平转换电路、功率放大器、电压电流转换器以及ADC输入驱动放大器。

        本次内容的受众主要是初级的工程师和工程学生。因为这些课程从最基础的开始讲解,通过支持的元器件和应用讲解实际操作的知识。但是对于中级或者有经验的工程师来说,无论是刷新知识还是深入研究某个话题,他们都可以从中获益不少。可以从中学习到一些不太为人所知的技术细节,包括一个集成电路的内部知识。最后这个材料其实对从数字设计转到模拟设计的工程师来说是非常有用的,可以将其作为帮助你快速建立模拟知识,从知之甚少变成专家的途径,可能忙于学业或工作,也有可能整天跑来跑去,所以本章的内容短小精悍,尽可能的包含有用的知识。

        有些内容可能非常深,例如压摆率、稳定性和噪声,所以我们将这种话题分为几个部分来促进学习。

        读者是否还记得在大学里一页又一夜2的计算差分方程吗?是否觉得那是很长或者很痛苦的过程,然而你还不确定自己是否计算正确。庆幸的是很多实际的工程问题并不需要复杂的数学便可以解决。本系列内容采用直观的方法基于真实的器件、电路和系统的特征来解决问题。有时候这个过程需要一些简单的代数计算或者解释的图表。

二、输入电压便宜误差Vos和输入偏置电流IB

        本章将会学习Vos参数即电压漂移误差参数和IB的参数以及即输入漂移电流的参数,同时本章也会给出 TI不同运算放大器的Vos和IB的范围。

        首先我们来定义一下什么是电压偏移误差。电压偏移误差是指强迫让运算放大器输出电压为0V时所施加在差动输入的电压值,电压偏移误差的范围一般是在micro Volta到mini Volt等级。但实际上还是得看运算放大器模组而定,电压偏移误差可以被模组化至运算放大器晶片内部相对于一个直流电源连接至输入端。

        改变电源供应电压以及共模电压将会输入电压偏移误差,那首先我们来看一下运算放大器的内部。

         我们可以看到差动输入对应的BJT(Q1、Q2)的不匹配会导致电压偏移误差,在某些情况里,内部电阻Ros1和Ros2是可以进行镭射调校的电阻,它们可对BJT的不匹配做补偿来来达到一个非常低的电压偏移误差。

        还有一些情况是在内部做数位校正电路来达到最小化电压偏移误差以及电压漂移误差。

        

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