什么是大信号带宽？什么是小信号带宽？什么是满功率带宽？

大信号带宽 等同 满功率带宽 等同 全功率带宽:

在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（允许一定失真）的信号频率。这个频率受到运放压摆率限制。

小信号带宽:

是指在指定的幅值输入信号及特定的频率下，它的输出幅值比低频时的输出幅值下降指定值时，该特定频率为小信号带宽。

小信号带宽时，是不受运放压摆率限制的，但当输出是大信号时，除了考虑带宽，还要考虑压摆率的限制

【运放的主要参数】集成运放的参数较多，其中主要参数分为直流指标和交流指标。

1、直流指标又分为：

（1）输入失调电压VIO：输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个 输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。对于精密运放，输入失调电压一般在 1mV以下。输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

（2）输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）αVIO：输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内， 输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。

（3）输入偏置电流IIB：输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其 两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入偏置电流在±10nA~1μA之间；采用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。

（4）输入失调电流IIO：输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其 两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响，特别是运放 外部采用较大的电阻（例如10k或更大时），输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小，直流放大时中间零点偏移越 小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

（5）输入失调电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）：输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内， 输入失调电流的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电流的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出，而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。

（6）差模开环直流电压增益：差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时， 运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大，大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80~120dB之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数，为了便于比较，一般采用差模开环直流电压增益。

（7）共模抑制比：共模抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。共模抑制比是一个极为重要的指标，它能够抑制差模输入==模干扰信 号。由于共模抑制比很大，大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。

（8）电源电压抑制比：电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输 入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小 信号处理模拟放大时，运放的电源需要作认真细致的处理。当然，共模抑制比高的运放，能够补偿一部分电源电压抑制比，另外在使用双电源供电时，正负电源的电源电压抑制比可能不相同。

（9）输出峰-峰值电压：输出峰-峰值电压定义为，当运放工作于线性区时，在指定的负载下，运放在当前大电源电压供电时，运放能够输出的最大电压幅度。除低压运放外，一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。一般运放的输出峰 -峰值电压不能达到电源电压，这是由于输出级设计造成的，现代部分低压运放的输出级做了特殊处理，使得在10k负载时，输出峰-峰值电压接近到电源电压 的50mV以内，所以称为满幅输出运放，又称为轨到轨（raid-to-raid）运放。需要注意的是，运放的输出峰-峰值电压与负载有关，负载不同，输 出峰-峰值电压也不同；运放的正负输出电压摆幅不一定相同。对于实际应用，输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好，这样可以简化电源设计。但是现在的满幅输出运放只能工作在低压，而且成本较高。

（10）最大共模输入电压：最大共模输入电压定义为，当运放工作于线性区时，在 运放的共模抑制比特性显著变坏时的共模输入电压。一般定义为当共模抑制比下降6dB 是所对应的共模输入电压作为最大共模输入电压。最大共模输入电压限制了输入信号中的最大共模输入电压范围，在有干扰的情况下，需要在电路设计中注意这个问题。

（11）最大差模输入电压：最大差模输入电压定义为，运放两输入端允许加的最大输入电压差。当运放两输入端允许加的输入电压差超过最大差模输入电压时，可能造成运放输入级损坏。

2、主要交流指标包括：

（1）开环带宽：开环带宽定义为，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db（或是相当于运放的直流增益的0.707）所对应的信号频率。这用于很小信号处理。

（2）单位增益带宽GB：单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条件下， 将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标，对于正弦小信号放大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后，可以计算出单位增益带宽，用以选择合适的运放。这用于小信号处理 中运放选型。

（3）转换速率（也称为压摆率）SR：运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大 信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率SR<=10V/μs，高速运放的转换速率 SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。

（4）全功率带宽BW：全功率带宽定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益 为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（允许一定失真）的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地，全功率带宽=转换速率/2πVop（Vop是运放的峰值输出幅度）。全功率带宽是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。

（5）建立时间：建立时间定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益为 1倍条件下，将一个阶跃大信号输入到运放的输入端，使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入，输出信号达到给定值后会出现一定抖动，这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度，稳定时间有较大差别，精度越高，稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。

（6）等效输入噪声电压：等效输入噪声电压定义为，屏蔽良好、无信号输入的的运放，在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时，就称为运放输入噪声电压（有时也用噪声电流表示）。对于宽带噪声，普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。

（7）差模输入阻抗（也称为输入阻抗）：差模输入阻抗定义为，运放工作在线性区时，两输入端 的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧；场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。

（8）共模输入阻抗：共模输入阻抗定义为，运放工作在输入信号时（即运放两输入端输入同一个信号），共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下，它表现为共模电阻。通常，运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高很多，典型值在108欧以上。

（9）输出阻抗：输出阻抗定义为，运放工作在线性区时，在运放的输出端加信号电压，这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试。

【选择运放主要看的参数】设计者必须综合考虑设计目标的信号电平，闭环增益，要求精度，所需带宽，电路阻抗，环境条件及其他因素，并把设计要求的性能转换成运放的参数，建立各个参数的取值以及它们随温度、时间、电流电压等变化的范围。

运放的参数名目很多，基本分为两类，即直流特性参数和交流特性参数。

重要的直流参数如下：

①输入失调电压Vio

运放输出直流电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压称为输入失调电压。

②输入失调电压的温度系数αVio

在一定的温度变化范围内，失调电压的变化与温度变化的比值称为输入失调电压的温度系数。

③输入偏置电流Iib

运放输出直流电压为零时，两输入端偏置电流的平均值称为输入偏置电流。

④输入失调电流Iio

运放输出直流电压为零时，两输入端偏置电流的差值称为输入失调电流。

⑤差模开环直流电压增益Avd

运放工作于线性区，输入差模直流电压，其输出电压变化ΔVo与差模输入电压变化ΔVi之比，称为差模开环直流电压增益。

⑥共模抑制比Kcmr

运放工作于线性区，其差模电压增益与共模电压增益之比称为共模抑制比。

⑦电源电压抑制比Ksvr

运放工作于线性区，输入失调电压随电源电压改变的变化率称为电源电压抑制比。

⑧输出峰-峰电压Vopp

在特定负载条件下，运放能输出的最大电压幅度。

⑨最大共模输入电压Vicm

当运放的共模抑制特性显著变坏时的共模输入电压称为最大共模输入电压。

⑩最大差模输入电压Vidm

指运放两输入端所允许加上的最大电压差。

重要的交流参数如下：

①开环带宽BW

运放的开环电压增益值从直流增益下降3dB所对应的信号频率称为开环带宽。

②单位增益带宽GB

运放在闭环增益为1状态下，用正弦小信号驱动情况下，其闭环增益下降至0.707倍时的频率。

③转换速率（压摆率）SR

额定负载条件下，输入阶跃大信号，运放输出电压的最大变化率称为转换速率。

④全功率带宽BW

额定负载条件下，运放闭环增益为1时，输入正弦大信号，使运放输出电压幅度达到最大（须具一定失真度条件）的信号频率，称为功率带宽。

⑤建立时间ts

一定负载条件下，运放闭环增益为1时，输入阶跃大信号，运放输出电压达到某一特定值的范围时所需要的时间ts称为建立时间。

⑥等效输入噪声电压En

屏蔽条件良好情况下，无信号输入，运放输出端产生的任何交流无规则的干扰电压，称为电路的输出噪声电压，。把输出噪声电压换算到输入端时就称为等效输入噪声电压。

⑦差模输入阻抗Zid

通常称为输入阻抗。运放工作于线性区，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量之比称为差模输入阻抗。

⑧共模输入阻抗Zic

运放工作于共模信号时，共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比，称为共模输入阻抗。

⑨输出阻抗Zo

运放工作于线性区，在输出端加上信号电压后，此电压变化量与对应的电流变化量之比称为输出阻抗。

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