如何选择合适的运放

作为电子工程师，我们不可避免地要使用到运放，而运放千千万，我们该如何选择呢？要选择合适的运放，我们必须先对运放一些性能属性有所了解。

1、直流增益（AVD）

直流增益是运放最重要一个属性之一，其定义为输出电压的变化与输入电压变化之比值，通常用V/mV表示这个比值，例如，增益为30000，可表示为30V/mV，有些地方也会把增益用dB表示，定义为：

直流增益（AVD）越大，运放性能越好。

2、增益带宽（BW）

所有带宽指标均为-3dB带宽。同一块运放可以有几个不同的带宽指标，并非唯一：

1）单位增益带宽：在放大倍数等于1时的带宽。

图1

2）带宽增益积：在某个指定增益下，该增益与该状态下带宽的乘积。如果是“欠补偿”运放，大于该运放的“单位增益带宽”指标；如果是完全相位补偿运放，该指标等于该运放的“单位增益带宽”指标。

3）功率带宽：输出幅度达到指定值时的带宽，远小于该运放的“单位增益带宽”指标。

这些带宽在运放手册上大多都有明确标注（包括测量条件），通常单位增益带宽指标用的最多。

增益带宽（BW）越大，运放性能越好。

3、压摆率（SR）

将一个阶跃电压信号加到运放的输入端，并且这个阶跃电压信号足以使输出饱和，输出按图2所示的斜率的形式变化。该斜率取决于运放的电路，我们把这个斜率称为上升速率，也叫压摆率。最常使用到的LM2904的压摆率为0.6V/1us，高速运放OPA2354的压摆率为150V/us。

压摆率（SR）也大，运放性能越好。

4、输入失调电压

在图3中标出了所有响应的输入和输出电流，设V1 = V2 = OV。按理Vout也应为零，但实际上由于微小的制造偏差，将使输出电压Vout有一个正或负的值。如果缓慢的改变V1，直到使Vout为零，这时V1和V2之差就是输入失调电压。LM2904的输入电压失调为3mV。

图3 失调电压和失调电流的定义

输入失调电压越小，运放性能越好。

5、失调电压温度系数

实际上，输入失调电压不是一个主要的特性，因为它可以用调零电位器消除。而且通常最为关心的是输入失调电压随温度的改变而变化多少，其值单位一般为uV/℃。

失调电压温度系数越小，运放性能越好。

6、输入失调电流

图3中，即使V1 = V2 = 0，I1和I2也不会相等，所以把I1和I2之间的差值定义为失调电流。TI的LM2904的失调电流为2nA。值得注意的是，失调电流与温度有关。

输入失调电流越小，运放性能越好。

7、输入偏置电流

如图4所示，长尾对中的晶体管需要供给基极电流，所以图3中当V1 = V2 = 0时，而I1和I2将不为零。我们把V1和V2都为零时的I1和i2为基极偏置电流。TI的LM2904的输入偏置电流为20nA。

输入偏置电流，运放性能越好。

图4

8、共模抑制比（CMRR）

对于一个理想的直流放大器只能放大正相输入端和反相输入端之间的电压，也就是差模电压，而对具有共模电压毫无反应。反应在图3中，当V1 = 5V，V2 = 5.001V，或V1 = 0，V2 = 1mV时，它们的输出电压应是相同的。而实际上由于生成中的偏差，将引起运放在一定程度上对5V的共模电压有所响应。

首先，我们必须定义共模增益，将输入正反相短接，加入输入电压，则共模增益定义为：

第1条特性中，已经定义过直流增益AVD。因此，共模抑制比为：

通常CMRR很大，在绝大多数资料中，都采用分贝表示。ST的LM2904的CMRR为85dB。

共模抑制比（CMRR）越大，运放性能越好。

当然，性能越好的运放，价格也越高，根据不同使用场合选用不同的运放，确保最佳的性价比也是作为一个工程师的必备技能。