實(shí)際放大器需要考慮的問題

第第頁(yè)實(shí)際放大器需要考慮的問題（1）直流失調(diào)圖1所示的一個(gè)反相放大器附加有兩個(gè)偏流I．Ia和Ib以及輸入失調(diào)電壓Vdc。雙極晶體管輸入級(jí)需要從輸入端吸收一些電流才能工作。而CMOS類型輸入級(jí)有更高的輸入阻抗，吸收的偏置電流很小，但失調(diào)電壓較雙極類型的高。輸入失調(diào)電壓導(dǎo)致輸出失調(diào)電壓的產(chǎn)生，此電壓等于Vd乘上閉環(huán)增益。Vdc的極性是隨機(jī)的，其典型值一般小于10mV。

兩個(gè)偏流電流大致相等，但仍稍有差別，即存在失調(diào)電流Io。圖1電路中，Io在輸入端產(chǎn)生一個(gè)附加的誤差電壓，其值為IaReq,此處

同相輸入端的偏移電流Ib沒什么影響，為了減小Ia的影響，必須避免使用高值的Req。

圖2是一個(gè)更常見的電路，它在同相端與地之間引入了一個(gè)阻值為F．的電阻，它不影響總增益，但它可以把等于IbReq的直流失調(diào)電壓引到同相輸入端。因?yàn)榇朔糯笃魇且粋€(gè)差動(dòng)裝置，由失調(diào)電流引起的純誤差電壓為（Ia—Ib）Req即IoReq.又因?yàn)镮a和Ib的典型值為80nA，凡在200nA的范圍內(nèi)，所以可以減小為原來的1／4。

圖2偏置電流引起直流失調(diào)的最小化

在圖3所示的同相放大器電路中，比值R2／R1由增益公式（10．13）決定。但實(shí)際上R1和R2幾乎可為任意值，且可以按其并聯(lián)電阻Req近似等于同相輸入端的直流負(fù)荷，即所有并聯(lián)在同相端與交流地之間電阻的方式選擇。

通常，對(duì)于中等的閉環(huán)增益或交流耦合電路，直流失調(diào)的影響小。在一些重要的應(yīng)用中，例如用于恢復(fù)低電平直流成分的精密有源低通濾波器中，可采用上面討論的方法。一些放大器備有直流失調(diào)調(diào)零輸入端。

（2）帶寬和增益帶寬通常用開環(huán)增益等于1的頻率，即單位增益帶寬給出。由于增益是1，這個(gè)數(shù)值也是增益帶寬積。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，帶寬至少應(yīng)該是最高工作頻率的lO倍。開環(huán)增益應(yīng)該比要求的閉環(huán)增益高至少20dB，以降低放大器本身的限制。然而，過高的增益或者帶寬可導(dǎo)致放大器對(duì)PCB版布局布線的靈敏度和對(duì)電抗負(fù)載的不穩(wěn)定性。對(duì)大多數(shù)應(yīng)用，許多通用的中等增益和有限帶寬放大器是最適合和魯棒性最好的。

（3）擺率限制用一個(gè)運(yùn)算放大器來輸出一個(gè)大振幅的高頻正弦波時(shí)，其輸出接近一個(gè)

三角波。這種現(xiàn)象稱為“擺率限制”，該三角波的斜率被稱為“擺率”。根據(jù)放大器類型的不同，典型值從1～100V／μs不等。如果輸出電壓的峰－峰值小，則擺率的影響也小。如果補(bǔ)償在外部，對(duì)給定的閉環(huán)增益使用所需要的最小頻率補(bǔ)償也能夠擴(kuò)展頻帶。

（4）噪聲在運(yùn)算放大器的輸入端有兩個(gè)等效的噪聲源：噪聲電壓和噪聲電流。典型的噪聲電壓和噪聲電流分別在；噪聲電流乘以運(yùn)放輸入端的戴維南等效電阻轉(zhuǎn)換為電壓。兩個(gè)噪聲源都通過整個(gè)電路，包括與頻率有關(guān)的反饋元件的傳遞函數(shù)反映到運(yùn)放的輸出端，以決定噪聲是否可接受。有些運(yùn)放有低噪聲特性。同樣，使用盡可能低的電阻值也可以降低熱噪聲的成分。

（5）供電電源考慮大多數(shù)集成運(yùn)算放大器要求用對(duì)稱電源，一般是從±5V到±18V。實(shí)際電壓值并不重要，運(yùn)算放大器的輸出幅值必須小于電源電壓幾V，才可避免輸出波形削斷。當(dāng)然，電源也不能超過其額定值。CMOS類型運(yùn)放可以有軌到軌的輸出范圍，并可以在單電源下工作。實(shí)際上，運(yùn)放的供電電壓并不一定必須是雙極型或者對(duì)稱的。一個(gè)運(yùn)放±10V的供電電壓等同于一個(gè)運(yùn)放負(fù)供電端接地、正供電端接＋30V的單30V供電。輸入端必須偏置在放大器的共模范圍內(nèi)。然而，由于大多數(shù)信號(hào)都在參考地電位上下變化，對(duì)地對(duì)稱的雙電源供電因不需要偏置而很方便。使用低至±1.5V！的供電電壓的運(yùn)放由于可以在電池供電下工作，也被稱為單供電器件。

為了確保穩(wěn)定，正負(fù)電源對(duì)高頻必須有充分的旁路接地。大多數(shù)情況下，選擇0.1μF的

陶瓷電容或10μF的鉭電容