什么是運算放大器參考指南

電源電壓（VCC） – 運算放大器正常工作時，兩個電源引腳之間的電壓差。在意法半導體的產品系列中可找到5V、16V和36V的產

品。

靜態電流/供電電流（ICC） – 封裝中的每個運算放大器運行所需的電源電流。輸入偏移電壓（VIO） – 使輸出處于電源電壓的中間范圍的+和-引腳之間的差分輸入電壓。它源自內部晶體管的匹配。輸入偏置電流（IIB） – 流經運算放大器輸入的電流。由于運算放大器的偏置要求和正常工作泄漏，極少量的電流（pA或nA范圍，

取決于技術）會流經其輸入。當大電阻或具有較高輸出阻抗的源連接到運算放大器輸入端時，這可能會引起問題。這會導致運算放大器的輸入端出現相關壓降，從而導致誤差。

增益帶寬積（GBP或GBW） – 運算放大器增益與帶寬的乘積。它在20 dB的增益下測得。為小信號而定義。電壓轉換率（SR） – 運算放大器改變其輸出電壓的速度。運算放大器的輸出變化率受電壓轉換率值限制。如果要放大的信號過

快，則會導致失真。

軌到軌輸入 – 具有高軌輸入的運算放大器能夠處理高達Vcc+的輸入信號，而低軌輸入則能夠處理低至Vcc-的信號。軌到軌輸入運

算放大器可處理從Vcc-到Vcc+的輸入信號。

軌到軌輸出 – 運算放大器將其輸出驅動到非?？拷娫锤删€的能力。噪聲水平 – 即使未在其輸入端施加任何信號，運算放大器也會在輸出端產生隨機電壓。這種噪聲來自熱噪聲（白噪聲）或1/f噪

聲，該噪聲也被稱為閃爍噪聲。對于具有高增益或高帶寬的應用，噪聲水平可能會變得很高。

容性負載 – 可能導致運算放大器變成振蕩器。運算放大器的輸出電阻與容性負載有關，該負載會在電路傳遞函數中產生額外的極

點。通過伯德圖可清楚地查看電路在哪種運行條件下會變得不穩定。

零漂移 – 斬波運算放大器旨在對其VIO誤差進行“自我校正”，以及隨著溫度與時間的變化而產生的誤差。得益于其設計，零漂移運

算放大器的VIO在微伏范圍內，每攝氏度的漂移也在類似的“毫微伏”范圍內。零漂移運算放大器幾乎無1/f噪聲，而且，隨著時間的推移，其“老化”可以忽略不計。

關閉 – 運算放大器關閉。通常用于在應用不運行或不需要放大時降低電路待機電流。通常由專用運算放大器引腳控制。EMI強化 – 運算放大器的輸入引腳非常敏感，可在您的設計中充當電磁干擾的門。一些運算放大器嵌入了EMI濾波器，以使高頻信

號衰減60 dB或更高。

應變計 – 用于測量物體變形的傳感器。RTD傳感器 – 電阻溫度檢測器。許多RTD傳感器由纏繞在陶瓷/玻璃承載芯上的細金屬絲制成。熱電偶 – 不同類別的金屬之間的每次過渡都會產生微小的熱電電壓。這一效應被用于某些溫度傳感器。

增益（Gain）

增益是指放大器輸出信號與輸入信號的比值，通常以dB表示。在放大器設計中，增益是非常重要的參數，因為它決定了放大器輸出信號相對于輸入信號的增強程度。例如，如果一個放大器具有20 dB的增益，則輸出信號將是輸入信號的10倍。增益越大，放大器輸出信號相對于輸入信號的增強程度就越高。

帶寬（Bandwidth）

帶寬是指放大器可以放大的頻率范圍。放大器的帶寬通常由低頻截止頻率和高頻截止頻率決定，也就是放大器可以放大的最低和最高頻率。放大器的帶寬決定了其在實際應用中能否適用于特定的頻率范圍。例如，如果你需要一個放大器來放大一個音頻信號，那么你需要一個具有足夠帶寬的放大器來處理從20 Hz到20 kHz的頻率范圍。

輸入阻抗（Input impedance）

輸入阻抗是指放大器輸入端的阻抗，也就是輸入信號需要克服的電阻。輸入阻抗越大，輸入信號就越容易被放大器接受。在實際應用中，輸入阻抗的選擇會影響信號源和放大器之間的匹配，從而影響信號質量和放大器的工作效率。

輸出阻抗（Output impedance）

輸出阻抗是指放大器輸出端的阻抗，也就是輸出信號需要克服的電阻。輸出阻抗越小，輸出信號就越容易被接受。在實際應用中，輸出阻抗的選擇也會影響放大器和負載之間的匹配，從而影響信號質量和放大器的工作效率。

偏置電壓（Bias voltage）

偏置電壓是指放大器輸入端的電壓，用來調整放大器的工作狀態，使得輸出信號符合預期。偏置電壓可以用來控制放大器的直流工作點，使得輸出信號能夠保持穩定，并且在不同的負載下保持一致性。

典型運算放大器應用和關鍵參數

低壓信號放大

放大低壓信號時，肯定需要高精度運算放大器，因為輸入偏移電壓會直接影響您的測量。另一方面，大多數低壓信號來自低阻抗源，因此，輸入偏置電流并不重要。差分放大器或儀表放大器采用典型電路。電流檢測是一種典型應用，該應用通常需要低軌或高軌功能，并可能需要具有一定轉換率，以跟蹤PWM。其他應用包括惠斯登電橋電路，如應變計、RTD傳感器或電阻傳感器。在此類應用中，大多數情況下不需要軌到軌輸入，但您可能需要低噪聲設備。這同樣適用于熱電偶。

小電流放大：

提供小電流的傳感器將需要具有低輸入偏置電流的運算放大器。所有這些應用均使用輸入偏移電壓通常并不重要的跨阻抗放大器。典型應用包括用于通信、光幕、煙霧探測器、電化學氣體傳感器或光學心率監測器的光電二極管電流檢測電路。在這種情況下，該器件通常由電池供電，因此功耗可能很重要，或者該器件需要快速運行，并可能需要高電壓轉換率。

ADC緩沖：

將模擬信號接入ADC可能會很棘手，因為ADC需要在短時間內獲得高電流，以便為輸入電容充電。運算放大器輸出端通常駛入一個額外的電容，這可能會引起穩定性問題，并可能需要使用補償技術。無論如何，運算放大器引起的誤差應小于ADC的一個LSB。此外，運算放大器可用作基本的混疊濾波器。

理想運算放大器和實際運算放大器的主要特性

差分放大器（差動放大器）

放大其輸入之間的電壓差

反相放大器

反相放大器是差分放大器產生的輸出相對于其輸入異相180°的特例同相放大器

在這種情況下，輸出電壓始終與輸入電壓同相，這就是為什么這種拓撲被稱為同相拓撲。電壓跟隨器（單位緩沖放大器）

該電路通常不需要外部元件，并提供高輸入阻抗和低輸出阻抗，這使其成為有用的緩沖器。

https://www.st.com/en/amplifiers-and-comparators/operational-amplifiers-op-amps.html