8脚运放芯片工作原理 通用运放芯片的主要参数及测量

运放的主要参数及测量

运放是差分输入，单端输出的高增益放大器，通常用于高精度的模拟电路中，精确测量其性能则是必不可少的。了解运放的主要参数，并能快速的搭建简单有效的回路对运放的这些参数进行精确的测试极为重要。

下面结合富鸿创芯自有器件LM358介绍下运放常见的一些参数。

失调电压Vos

由于运放输入回路的不对称性，在输入端将产生一定的误差信号，从而限制运放信号灵敏度。失调电压则是运放输入特性的一个极其重要的参数。

输入失调电压Vos：在规定的电源电压下，被测器件输出电压为零（或规定值）时，两输入端所加的直流补偿电压。

mV级别的输入失调电压可用下对比图，简易的电路即可测试。接成跟随器，被测器件若加单向电源，同相端需加相应的偏置电压；被测器件若加正负电源同相端接地即可。

μV级别的输入失调电压为测量精准最好加辅助运放进行测量，如下图：Cin电容可有效避免环路产生振荡，辅助运放A输出电压Vm是被测运放DUT失调电压的Rf/Ri 倍。

输入失调电流Ios和输入偏置电流IB

理想运算放大器具有无限大的输入阻抗，无电流流入其输入端。现实中，会有少量偏置电流流入反相和同相输入端，一般是nA或pA级，其值越小越好，其大小反映了输入级两个晶体管β值的失配程度。它们会在高阻抗电路中引起显著的失调电压。

输入失调电流Ios：在规定的电源电压下，使输出电压为零或规定值时，流入两输入端的电流之差。

输入偏置电流IB：使输出电压为零或规定值时，流入两输入端的电流的平均值。

如下左图是简易测量图，可用输入阻抗较大的电压表进行测试，如10MΩ以上的电压表直接测试同相和反相端对GND电压，所测的电压除以测量表的内阻可得相应的电流；因这种偏置电流极小，常规测量这些参数需要辅助外围才能精确测出，如下图。

富鸿创芯LM358在VCC加5V时输入失调电流在2nA之内，而输入偏置电流在28nA左右；在VCC加15V时输入失调电流在4nA左右，输入偏置电流在31nA左右；在-40度到125度之间输入偏置电流IB变化在5nA左右；在-40度到125度之间输入失调电流Ios变化在2nA之内。

开环增益AVO

开环增益AVO：器件开环时，在规定的电源电压、负载电阻和输出电压范围内，输出电压变化与差模输入电压变化之比。其测量电路如下图：两级运放构成负反馈闭环系统，其闭环增益由输入电阻 RI和反馈电阻 Rf 的比例决定。

精确的测试这些参数，还需要有良好的测试环境，所以对相应的测试板有一定的要求：

1、被测运放的同相和反相输入端与辅助模块对应管脚之间的走线应尽可能短，过长的输入端走线，会引入干扰。

2、被测运放的同相和反相输入端相关走线尽量使用接地的屏蔽线，防止PCB表面漏电对测试造成影响。

3、被测运放VCC和VSS电源管脚预留电容，有些测试项电源端需增加0.1uF的滤波电容，用于滤除电源噪声稳定电源电压，且距离被测运放电源管脚越近越好。

小结：

本文主要介绍了运放常见参数，输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流和开环增益的测试方法。这些参数的测量还有多种其它方法，如何根据各自资源找到易于理解、易于搭建的回路进行相应的测量才是关键。