怎么选择运算放大器

文章摘要： 电容驱动能力是一个在参数表中经常定义含糊的参数。所有的放大器对容性负载的灵敏度有不同程度的差别。一些低功耗放大器相对于仅仅几百个皮法的容性负载就可能变得不稳定。因此，这些放大器的参数表可能会隐藏这个事实。 要确定放大器对于输出电容的灵敏度，可以通过相对于容性负载的过冲（overshoot）曲线图来决定。另一个较好的示意图是小信号响应图，可用来观测过冲的程度和特定容性负载的下降时间。某些参数表还提供了相对容性负载的增益-带宽示意图。 减小过冲和阻尼振荡的一个方法就是在输出负载上并联一个串联R-C网络。可通过实验来确定这个网络(也称阻尼电路)的最佳值。也能在器件的应用说明中

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    电容驱动能力是一个在参数表中经常定义含糊的参数。所有的放大器对容性负载的灵敏度有不同程度的差别。一些低功耗放大器相对于仅仅几百个皮法的容性负载就可能变得不稳定。因此，这些放大器的参数表可能会隐藏这个事实。

    要确定放大器对于输出电容的灵敏度，可以通过相对于容性负载的过冲（overshoot）曲线图来决定。另一个较好的示意图是小信号响应图，可用来观测过冲的程度和特定容性负载的下降时间。某些参数表还提供了相对容性负载的增益-带宽示意图。

    减小过冲和阻尼振荡的一个方法就是在输出负载上并联一个串联R-C网络。可通过实验来确定这个网络(也称阻尼电路)的最佳值。也能在器件的应用说明中找到减小过冲和阻尼振荡的其它方法。

    CMOS与双极型工艺技术的比较十年来，放大器工艺技术已取得了很大发展。了解不同工艺方法的优点有助于运算放大器的选择。CMOS和互补双极型是两种最为流行的放大器工艺技术。

    CMOS放大器工艺进展较快。几年以前只有几家公司能提供采用CMOS工艺的低成本、低性能放大器。今天，大多数厂商都能供应参数齐全、性能优良的CMOS放大器。但偏置电压漂移和速度仍是两个较薄弱的环节。对于所选器件，带宽低于10MHz时，偏置电压漂移应限制在略低于1mV。

    CMOS工艺的主要优势在于价格，起初是想用于大批量生产的数字产品，这种工艺有助于降低中等性能的放大器价格。CMOS工艺提供的技术优势是运算放大器的输入偏置电流特别小，在皮安培（pA）级。这对于高电源阻抗的应用特别重要，例如光接收机中的光电二极管放大器，或耗电尽可能小的电池监测器。

    或许CMOS放大器的主要局限是其最大和最小电源电压。由于其几何形状较小，晶体管击穿电压也减小了。大多数CMOS放大器必须在6V或更低的电压下工作。对多数低功耗应用来说，这不成问题，但某些便携式应用却是例外。一个例子就是电池监视，电池电源电压变化很大，可以从满充状态的5V到接近耗尽时的2.2V。然而，若电池连接到充电器上，电源电压有可能增加到12V。

    双极型工艺通常允许较高的电源电压。由于双极型晶体管的宽动态范围，其工作电压容易做到比CMOS放大器更低。在低功耗、低漂移、噪声和速度等方面，双极型工艺都很出色，所以它不仅是一种大有发展前途的工艺，还是一种能满足各种性能放大器要求的工艺。

    也有将两种工艺结合到一起的工艺技术，如互补双极互补CMOS(CBCMOS)。这种“混合” 工艺技术的构想是将每种技术的优点都集中到运算放大器上。例如，ADI的OP186就采用了一个双极型输入级来将噪声和漂移减至最小，同时在输出级采用CMOS晶体管来改善输出驱动性能而无需增加器件尺寸。

    在低电压下工作且具有良好性能的运算放大器，仍将主要采用双极型工艺。在主要考虑成本因素的场合，可以采用CMOS工艺。在成本不变的情况下，性能将持续不断地提高。随着工艺技术的改进，CMOS的速度将逐渐提高，其精度也将通过工艺和电路技术的改进而提高。

SpICe辅助设计

    选定所需要的运算放大器以后，最好能在计算机上利用Spice仿真器来模拟电路的设计。这样可在电路制做出来之前验证设计的正确性。多数厂商都提供其运放产品的Spice宏模型，可准确反映运算放大器的参数表中几种指标的特性。这些模型也可从厂商的Web站点免费下载。当然，计算机仿真并不能保证电路设计的成功，但它能快速地反映出设计结果的性能优良程度。

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