运放学习笔记3——运放指标
前言：
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1. 输入电压范围（Input Voltage Range）
1.1 定义：
保证运算放大器正常工作的最大输入电压范围，也称为共模输入电压范围。
1.2 轨到轨输入
当运放最大输入电压范围与电源范围比较接近时，比如相差 0.1V 甚至相等、超过，都可以叫“输入轨至轨”，表示为 Rail-to-rail input，或 RRI。
注：运放的两个输入端，任何一个的输入电压超过此范围，都将引起运放的失效。注意，超出此范围并不代表运放会被烧毁，但绝对参数中出现的此值是坚决不能超过的。
2. 输出电压范围
2.1 定义：
在给定电源电压和负载情况下，输出能够达到的最大电压范围。或者给出正向最大电压 VOH 以及负向最小电压 VOL——相对于给定的电源电压和负载；或者给出与电源轨（rail）的差距。
在没有额外的储能元件情况下，运放的输出电压不可能超过电源电压范围，随着负载的加重，输出最大值与电源电压的差异会越大。
2.2 特点：
输出电压范围，或者输出至轨电压有如下特点：
1） 正至轨电压与负至轨电压的绝对值可能不一致，但一般情况下数量级相同；
2） 至轨电压与负载密切相关，负载越重（阻抗小） 至轨电压越大；
3） 至轨电压与信号频率相关，频率越高，至轨电压越大，甚至会突然大幅度下降；
4） 至轨电压在 20mV 以内，属于非常优秀。
3. 共模抑制比（Common-mode rejection ratio， CMRR）
3.1 定义：
差模电压增益与共模电压增益的比值，用 dB 表示。一般运放都有 60dB 以上的 CMRR，高级的可达 140dB 以上。
注： 运算放大器在单端输入使用时，不存在这个概念。只有把运放接成类似于减法器形式，使得运放电路具备两个可变的输入端时，此指标才会发挥作用。
4. 开环电压增益（Open-loop gain， AVO）
4.1 定义：
运放本身具备的输出电压与两个输入端差压的比值，用 dB 表示。评估：一般在 60dB~160dB 之间。越大的，说明其放大能力越强。
开环电压增益是指放大器在闭环工作时，实际输出除以运放正负输入端之间的压差，类似于运放开环工作——其实运放是不能开环工作的。
5. 压摆率（Slew rate， SR）
5.1 定义：
闭环放大器输出电压变化的最快速率。用 V/μs 表示。
可参考：运放参数——压摆率(SR)
压摆率显示运放正常工作时，输出端所能提供的最大变化速率，当输出信号欲实现比这个速率还快的变化时，运放就不能提供了，导致输出波形变形。
6. 带宽
6.1 单位增益带宽（Unity Gain-bandwidth， UGBW）
定义：运放开环增益/频率图中，开环增益下降到 1 时的频率。当输入信号频率高于此值时，运放的开环增益会小于 1，即此时放大器不再具备放大能力。
6.2 增益带宽积（Gain Bandwidth Product， GBP 或者 GBW）
定义：运放开环增益/频率图中，指定频率处，开环增益与该指定频率的乘积。
理解：如果运放开环增益始终满足-20dB/10 倍频，也就是频率提高 10 倍，开环增益变为 0.1 倍，那么它们的乘积将是一个常数，也就等于前述的“单位增益带宽”，或者“1Hz处的增益”。
此参数针对电压模运放，电流模运放不用此参数衡量。
6.3 -3dB 带宽
**定义：**运放闭环使用时，某个指定闭环增益（一般为 1 或者 2、 10 等）下，增益变为低频增益的 0.707 倍时的频率。 分为小信号（输出 200mV 以下）大信号（输出 2V）两种。
理解： 它直接指出了使用该运放可以做到的-3dB 带宽。因为前述的两个指标，单位增益带宽和增益带宽积，其实都是对运放开环增益性能的一种描述，来自开环增益/频率图。而这个指标是对运放接成某种增益的放大电路实施实测得到的。
6.4 满功率带宽(Full Power Bandwidth)
**定义：**将运放接成指定增益闭环电路（一般为 1 倍），连接指定负载，输入加载正弦波，输出为指标规定的最大输出幅度，此状态下，不断增大输入信号频率，直到输出出现因压摆率限制产生的失真（变形）为止，此频率即为满功率带宽。
理解：比-3dB 带宽更为苛刻的一个限制频率。它指出在此频率之内，不但输出幅度不会降低，且能实现满幅度的大信号带载输出。 满功率带宽与器件压摆率密切相关：
**Amax：**运放能够输出的最大值（即满功率值）
参考：
此系列文章资料大多出处书籍<<你好，放大器>>，在此仅是留下自己看书的笔记，对一些知识点进行了总结，也对应的在工作之余，复习重读大学模电，数电等电路设计相关的知识。