運(yùn)算放大器工作原理及誤差分析

1． 模擬運(yùn)放的分類及特點(diǎn)

    模擬運(yùn)算放大器從誕生至今，已有40多年的歷史了。最早的工藝是采用硅NPN工藝，后來改進(jìn)為硅NPN-PNP工藝（后面稱為標(biāo)準(zhǔn)硅工藝）。在結(jié)型場效應(yīng)管技術(shù)成熟后，又進(jìn)一步的加入了結(jié)型場效應(yīng)管工藝。當(dāng)MOS管技術(shù)成熟后，特別是CMOS技術(shù)成熟后，模擬運(yùn)算放大器有了質(zhì)的飛躍，一方面解決了低功耗的問題，另一方面通過混合模擬與數(shù)字電路技術(shù)，解決了直流小信號(hào)直接處理的難題。
    經(jīng)過多年的發(fā)展，模擬運(yùn)算放大器技術(shù)已經(jīng)很成熟，性能曰臻完善，品種極多。這使得初學(xué)者選用時(shí)不知如何是好。為了便于初學(xué)者選用，本文對集成模擬運(yùn)算放大器采用工藝分類法和功能/性能分類分類法等兩種分類方法，便于讀者理解，可能與通常的分類方法有所不同。

1．1．根據(jù)制造工藝分類
    根據(jù)制造工藝，目前在使用中的集成模擬運(yùn)算放大器可以分為標(biāo)準(zhǔn)硅工藝運(yùn)算放大器、在標(biāo)準(zhǔn)硅工藝中加入了結(jié)型場效應(yīng)管工藝的運(yùn)算放大器、在標(biāo)準(zhǔn)硅工藝中加入了MOS工藝的運(yùn)算放大器。按照工藝分類，是為了便于初學(xué)者了解加工工藝對集成模擬運(yùn)算放大器性能的影響，快速掌握運(yùn)放的特點(diǎn)。
    標(biāo)準(zhǔn)硅工藝的集成模擬運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是開環(huán)輸入阻抗低，輸入噪聲低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗較高。這是由于標(biāo)準(zhǔn)硅工藝的集成模擬運(yùn)算放大器內(nèi)部全部采用NPN-PNP管，它們是電流型器件，輸入阻抗低，輸入噪聲低、增益低、功耗高的特點(diǎn)，即使輸入級(jí)采用多種技術(shù)改進(jìn)，在兼顧起啊挺能的前提下仍然無法擺脫輸入阻抗低的問題，典型開環(huán)輸入阻抗在1M歐姆數(shù)量級(jí)。為了顧及頻率特性，中間增益級(jí)不能過多，使得總增益偏小，一般在80~110dB之間。標(biāo)準(zhǔn)硅工藝可以結(jié)合激光修正技術(shù)，使集成模擬運(yùn)算放大器的精度大大提高，溫度漂移指標(biāo)目前可以達(dá)到0.15ppm。通過變更標(biāo)準(zhǔn)硅工藝，可以設(shè)計(jì)出通用運(yùn)放和高速運(yùn)放。典型代表是LM324。
    在標(biāo)準(zhǔn)硅工藝中加入了結(jié)型場效應(yīng)管工藝的運(yùn)算放大器主要是將標(biāo)準(zhǔn)硅工藝的集成模擬運(yùn)算放大器的輸入級(jí)改進(jìn)為結(jié)型場效應(yīng)管，大大提高運(yùn)放的開環(huán)輸入阻抗，順帶提高通用運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速度，其它與標(biāo)準(zhǔn)硅工藝的集成模擬運(yùn)算放大器類似。典型開環(huán)輸入阻抗在1000M歐姆數(shù)量級(jí)。典型代表是TL084。
在標(biāo)準(zhǔn)硅工藝中加入了MOS場效應(yīng)管工藝的運(yùn)算放大器分為三類，一類是是將標(biāo)準(zhǔn)硅工藝的集成模擬運(yùn)算放大器的輸入級(jí)改進(jìn)為MOS場效應(yīng)管，比結(jié)型場效應(yīng)管大大提高運(yùn)放的開環(huán)輸入阻抗，順帶提高通用運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速度，其它與標(biāo)準(zhǔn)硅工藝的集成模擬運(yùn)算放大器類似。典型開環(huán)輸入阻抗在10^12歐姆數(shù)量級(jí)。典型代表是CA3140。

    第二類是采用全MOS場效應(yīng)管工藝的模擬運(yùn)算放大器，它大大降低了功耗，但是電源電壓降低，功耗大大降低，它的典型開環(huán)輸入阻抗在10^12歐姆數(shù)量級(jí)。
第三類是采用全MOS場效應(yīng)管工藝的模擬數(shù)字混合運(yùn)算放大器，采用所謂斬波穩(wěn)零技術(shù)，主要用于改善直流信號(hào)的處理精度，輸入失調(diào)電壓可以達(dá)到 0.01uV，溫度漂移指標(biāo)目前可以達(dá)到0.02ppm。在處理直流信號(hào)方面接近理想運(yùn)放特性。它的典型開環(huán)輸入阻抗在10^12歐姆數(shù)量級(jí)。典型產(chǎn)品是 ICL7650。

1．2．按照功能/性能分類
本分類方法參考了《中國集成電路大全》集成運(yùn)算放大器。
按照功能/性能分類，模擬運(yùn)算放大器一般可分為通用運(yùn)放、低功耗運(yùn)放、精密運(yùn)放、高輸入阻抗運(yùn)放、高速運(yùn)放、寬帶運(yùn)放、高壓運(yùn)放，另外還有一些特殊運(yùn)放，例如程控運(yùn)放、電流運(yùn)放、電壓跟隨器等等。實(shí)際上由于為了滿足應(yīng)用需要，運(yùn)放種類極多。本文以上述簡單分類法為準(zhǔn)。
需要說明的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述分類的門檻一直在變化。例如以前的LM108最初是歸入精密運(yùn)放類，現(xiàn)在只能歸入通用運(yùn)放了。另外，有些運(yùn)放同時(shí)具有低功耗和高輸入阻抗，或者與此類似，這樣就可能同時(shí)歸入多個(gè)類中。

通用運(yùn)放實(shí)際就是具有最基本功能的最廉價(jià)的運(yùn)放。這類運(yùn)放用途廣泛，使用量最大。

低功耗運(yùn)放是在通用運(yùn)放的基礎(chǔ)上大降低了功耗，可以用于對功耗有限制的場所，例如手持設(shè)備。它具有靜態(tài)功耗低、工作電壓可以低到接近電池電壓、在低電壓下還能保持良好的電氣性能。隨著MOS技術(shù)的進(jìn)步，低功耗運(yùn)放已經(jīng)不是個(gè)別現(xiàn)象。低功耗運(yùn)放的靜態(tài)功耗一般低于1mW。
精密運(yùn)放是指漂移和噪聲非常低、增益和共模抑制比非常高的集成運(yùn)放，也稱作低漂移運(yùn)放或低噪聲運(yùn)放。這類運(yùn)放的溫度漂移一般低于1uV/攝氏度。由于技術(shù)進(jìn)步的原因，早期的部分運(yùn)放的失調(diào)電壓比較高，可能達(dá)到1mV；現(xiàn)在精密運(yùn)放的失調(diào)電壓可以達(dá)到0.1mV；采用斬波穩(wěn)零技術(shù)的精密運(yùn)放的失調(diào)電壓可以達(dá)到0.005mV。精密運(yùn)放主要用于對放大處理精度有要求的地方，例如自控儀表等等。
高輸入阻抗運(yùn)放一般是指采用結(jié)型場效應(yīng)管或是MOS管做輸入級(jí)的集成運(yùn)放，這包括了全MOS管做的集成運(yùn)放。高輸入阻抗運(yùn)放的輸入阻抗一般大于109歐姆。作為高輸入阻抗運(yùn)放的一個(gè)附帶特性就是轉(zhuǎn)換速度比較高。高輸入阻抗運(yùn)放用途十分廣泛，例如采樣保持電路、積分器、對數(shù)放大器、測量放大器、帶通濾波器等等。

高速運(yùn)放是指轉(zhuǎn)換速度較高的運(yùn)放。一般轉(zhuǎn)換速度在100V/us以上。高速運(yùn)放用于高速AD/DA轉(zhuǎn)換器、高速濾波器、高速采樣保持、鎖相環(huán)電路、模擬乘法器、機(jī)密比較器、視頻電路中。目前最高轉(zhuǎn)換速度已經(jīng)可以做到6000V/us。

寬帶運(yùn)放是指-3dB帶寬（BW）比通用運(yùn)放寬得多的集成運(yùn)放。很多高速運(yùn)放都具有較寬的帶寬，也可以稱作高速寬帶運(yùn)放。這個(gè)分類是相對的，同一個(gè)運(yùn)放在不同使用條件下的分類可能有所不同。寬帶運(yùn)放主要用于處理輸入信號(hào)的帶寬較寬的電路。
高壓運(yùn)放是為了解決高輸出電壓或高輸出功率的要求而設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)中，主要解決電路的耐壓、動(dòng)態(tài)范圍和功耗的問題。高壓運(yùn)放的電源電壓可以高于±20VDC，輸出電壓可以高于±20VDC。當(dāng)然，高壓運(yùn)放可以用通用運(yùn)放在輸出后面外擴(kuò)晶體管/MOS管來代替。

2． 運(yùn)放的主要參數(shù)
本節(jié)以《中國集成電路大全》集成運(yùn)算放大器為主要參考資料，同時(shí)參考了其它相關(guān)資料。
集成運(yùn)放的參數(shù)較多，其中主要參數(shù)分為直流指標(biāo)和交流指標(biāo)。
其中主要直流指標(biāo)有輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電壓的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電壓溫漂）、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電流溫漂）、差模開環(huán)直流電壓增益、共模抑制比、電源電壓抑制比、輸出峰-峰值電壓、最大共模輸入電壓、最大差模輸入電壓。
主要交流指標(biāo)有開環(huán)帶寬、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率SR、全功率帶寬、建立時(shí)間、等效輸入噪聲電壓、差模輸入阻抗、共模輸入阻抗、輸出阻抗。

2．1  直流指標(biāo)
輸入失調(diào)電壓VIO：輸入失調(diào)電壓定義為集成運(yùn)放輸出端電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端之間所加的補(bǔ)償電壓。輸入失調(diào)電壓實(shí)際上反映了運(yùn)放內(nèi)部的電路對稱性，對稱性越好，輸入失調(diào)電壓越小。輸入失調(diào)電壓是運(yùn)放的一個(gè)十分重要的指標(biāo)，特別是精密運(yùn)放或是用于直流放大時(shí)。輸入失調(diào)電壓與制造工藝有一定關(guān)系，其中雙極型工藝（即上述的標(biāo)準(zhǔn)硅工藝）的輸入失調(diào)電壓在±1~10mV之間；采用場效應(yīng)管做輸入級(jí)的，輸入失調(diào)電壓會(huì)更大一些。對于精密運(yùn)放，輸入失調(diào)電壓一般在 1mV以下。輸入失調(diào)電壓越小，直流放大時(shí)中間零點(diǎn)偏移越小，越容易處理。所以對于精密運(yùn)放是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。

輸入失調(diào)電壓的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電壓溫漂）αVIO：輸入失調(diào)電壓的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓的變化與溫度變化的比值。這個(gè)參數(shù)實(shí)際是輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)充，便于計(jì)算在給定的工作范圍內(nèi)，放大電路由于溫度變化造成的漂移大小。一般運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓溫漂在±10~20μV/℃之間，精密運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓溫漂小于±1μV/℃。

輸入偏置電流IIB：輸入偏置電流定義為當(dāng)運(yùn)放的輸出直流電壓為零時(shí)，其兩輸入端的偏置電流平均值。輸入偏置電流對進(jìn)行高阻信號(hào)放大、積分電路等對輸入阻抗有要求的地方有較大的影響。輸入偏置電流與制造工藝有一定關(guān)系，其中雙極型工藝（即上述的標(biāo)準(zhǔn)硅工藝）的輸入偏置電流在±10nA~1μA之間；采用場效應(yīng)管做輸入級(jí)的，輸入偏置電流一般低于1nA。

輸入失調(diào)電流IIO：輸入失調(diào)電流定義為當(dāng)運(yùn)放的輸出直流電壓為零時(shí)，其兩輸入端偏置電流的差值。輸入失調(diào)電流同樣反映了運(yùn)放內(nèi)部的電路對稱性，對稱性越好，輸入失調(diào)電流越小。輸入失調(diào)電流是運(yùn)放的一個(gè)十分重要的指標(biāo)，特別是精密運(yùn)放或是用于直流放大時(shí)。輸入失調(diào)電流大約是輸入偏置電流的百分之一到十分之一。輸入失調(diào)電流對于小信號(hào)精密放大或是直流放大有重要影響，特別是運(yùn)放外部采用較大的電阻（例如10k或更大時(shí)），輸入失調(diào)電流對精度的影響可能超過輸入失調(diào)電壓對精度的影響。輸入失調(diào)電流越小，直流放大時(shí)中間零點(diǎn)偏移越小，越容易處理。所以對于精密運(yùn)放是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。

輸入失調(diào)電流的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電流溫漂）：輸入偏置電流的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電流的變化與溫度變化的比值。這個(gè)參數(shù)實(shí)際是輸入失調(diào)電流的補(bǔ)充，便于計(jì)算在給定的工作范圍內(nèi)，放大電路由于溫度變化造成的漂移大小。輸入失調(diào)電流溫漂一般只是在精密運(yùn)放參數(shù)中給出，而且是在用以直流信號(hào)處理或是小信號(hào)處理時(shí)才需要關(guān)注。

差模開環(huán)直流電壓增益：差模開環(huán)直流電壓增益定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，運(yùn)放輸出電壓與差模電壓輸入電壓的比值。由于差模開環(huán)直流電壓增益很大，大多數(shù)運(yùn)放的差模開環(huán)直流電壓增益一般在數(shù)萬倍或更多，用數(shù)值直接表示不方便比較，所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運(yùn)放的差模開環(huán)直流電壓增益在 80~120dB之間。實(shí)際運(yùn)放的差模開環(huán)電壓增益是頻率的函數(shù)，為了便于比較，一般采用差模開環(huán)直流電壓增益。
共模抑制比：共模抑制比定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，運(yùn)放差模增益與共模增益的比值。共模抑制比是一個(gè)極為重要的指標(biāo)，它能夠抑制差模輸入==模干擾信號(hào)。由于共模抑制比很大，大多數(shù)運(yùn)放的共模抑制比一般在數(shù)萬倍或更多，用數(shù)值直接表示不方便比較，所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運(yùn)放的共模抑制比在80~120dB之間。

電源電壓抑制比：電源電壓抑制比定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，運(yùn)放輸入失調(diào)電壓隨電源電壓的變化比值。電源電壓抑制比反映了電源變化對運(yùn)放輸出的影響。目前電源電壓抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信號(hào)處理或是小信號(hào)處理模擬放大時(shí)，運(yùn)放的電源需要作認(rèn)真細(xì)致的處理。當(dāng)然，共模抑制比高的運(yùn)放，能夠補(bǔ)償一部分電源電壓抑制比，另外在使用雙電源供電時(shí)，正負(fù)電源的電源電壓抑制比可能不相同。

輸出峰-峰值電壓：輸出峰-峰值電壓定義為，當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，在指定的負(fù)載下，運(yùn)放在當(dāng)前大電源電壓供電時(shí)，運(yùn)放能夠輸出的最大電壓幅度。除低壓運(yùn)放外，一般運(yùn)放的輸出輸出峰-峰值電壓大于±10V。一般運(yùn)放的輸出峰-峰值電壓不能達(dá)到電源電壓，這是由于輸出級(jí)設(shè)計(jì)造成的，現(xiàn)代部分低壓運(yùn)放的輸出級(jí)做了特殊處理，使得在10k負(fù)載時(shí)，輸出峰-峰值電壓接近到電源電壓的50mV以內(nèi)，所以稱為滿幅輸出運(yùn)放，又稱為軌到軌（raid-to-raid）運(yùn)放。需要注意的是，運(yùn)放的輸出峰-峰值電壓與負(fù)載有關(guān)，負(fù)載不同，輸出峰-峰值電壓也不同；運(yùn)放的正負(fù)輸出電壓擺幅不一定相同。對于實(shí)際應(yīng)用，輸出峰- 峰值電壓越接近電源電壓越好，這樣可以簡化電源設(shè)計(jì)。但是現(xiàn)在的滿幅輸出運(yùn)放只能工作在低壓，而且成本較高。

最大共模輸入電壓：最大共模輸入電壓定義為，當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，在運(yùn)放的共模抑制比特性顯著變壞時(shí)的共模輸入電壓。一般定義為當(dāng)共模抑制比下降6dB 是所對應(yīng)的共模輸入電壓作為最大共模輸入電壓。最大共模輸入電壓限制了輸入信號(hào)中的最大共模輸入電壓范圍，在有干擾的情況下，需要在電路設(shè)計(jì)中注意這個(gè)問題。

最大差模輸入電壓：最大差模輸入電壓定義為，運(yùn)放兩輸入端允許加的最大輸入電壓差。當(dāng)運(yùn)放兩輸入端允許加的輸入電壓差超過最大差模輸入電壓時(shí)，可能造成運(yùn)放輸入級(jí)損壞。

2．2  主要交流指標(biāo)
開環(huán)帶寬：開環(huán)帶寬定義為，將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測得開環(huán)電壓增益從運(yùn)放的直流增益下降3db（或是相當(dāng)于運(yùn)放的直流增益的0.707）所對應(yīng)的信號(hào)頻率。這用于很小信號(hào)處理。

單位增益帶寬GB：單位增益帶寬定義為，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測得閉環(huán)電壓增益下降 3db（或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號(hào)的0.707）所對應(yīng)的信號(hào)頻率。單位增益帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo)，對于正弦小信號(hào)放大時(shí)，單位增益帶寬等于輸入信號(hào)頻率與該頻率下的最大增益的乘積，換句話說，就是當(dāng)知道要處理的信號(hào)頻率和信號(hào)需要的增以后，可以計(jì)算出單位增益帶寬，用以選擇合適的運(yùn)放。這用于小信號(hào)處理中運(yùn)放選型。

轉(zhuǎn)換速率（也稱為壓擺率）SR：運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率定義為，運(yùn)放接成閉環(huán)條件下，將一個(gè)大信號(hào)（含階躍信號(hào)）輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測得運(yùn)放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間，運(yùn)放的輸入級(jí)處于開關(guān)狀態(tài)，所以運(yùn)放的反饋回路不起作用，也就是轉(zhuǎn)換速率與閉環(huán)增益無關(guān)。轉(zhuǎn)換速率對于大信號(hào)處理是一個(gè)很重要的指標(biāo)，對于一般運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs，高速運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運(yùn)放最高轉(zhuǎn)換速率SR達(dá)到 6000V/μs。這用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。

全功率帶寬BW：全功率帶寬定義為，在額定的負(fù)載時(shí)，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個(gè)恒幅正弦大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，使運(yùn)放輸出幅度達(dá)到最大（允許一定失真）的信號(hào)頻率。這個(gè)頻率受到運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率的限制。近似地，全功率帶寬=轉(zhuǎn)換速率/2πVop（Vop是運(yùn)放的峰值輸出幅度）。全功率帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo)，用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。

建立時(shí)間：建立時(shí)間定義為，在額定的負(fù)載時(shí)，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個(gè)階躍大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端，使運(yùn)放輸出由0增加到某一給定值的所需要的時(shí)間。由于是階躍大信號(hào)輸入，輸出信號(hào)達(dá)到給定值后會(huì)出現(xiàn)一定抖動(dòng)，這個(gè)抖動(dòng)時(shí)間稱為穩(wěn)定時(shí)間。穩(wěn)定時(shí)間+上升時(shí)間=建立時(shí)間。對于不同的輸出精度，穩(wěn)定時(shí)間有較大差別，精度越高，穩(wěn)定時(shí)間越長。建立時(shí)間是一個(gè)很重要的指標(biāo)，用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。

等效輸入噪聲電壓：等效輸入噪聲電壓定義為，屏蔽良好、無信號(hào)輸入的的運(yùn)放，在其輸出端產(chǎn)生的任何交流無規(guī)則的干擾電壓。這個(gè)噪聲電壓折算到運(yùn)放輸入端時(shí)，就稱為運(yùn)放輸入噪聲電壓（有時(shí)也用噪聲電流表示）。對于寬帶噪聲，普通運(yùn)放的輸入噪聲電壓有效值約10~20μV。

差模輸入阻抗（也稱為輸入阻抗）：差模輸入阻抗定義為，運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，兩輸入端的電壓變化量與對應(yīng)的輸入端電流變化量的比值。差模輸入阻抗包括輸入電阻和輸入電容，在低頻時(shí)僅指輸入電阻。一般產(chǎn)品也僅僅給出輸入電阻。采用雙極型晶體管做輸入級(jí)的運(yùn)放的輸入電阻不大于10兆歐；場效應(yīng)管做輸入級(jí)的運(yùn)放的輸入電阻一般大于109歐。

共模輸入阻抗：共模輸入阻抗定義為，運(yùn)放工作在輸入信號(hào)時(shí)（即運(yùn)放兩輸入端輸入同一個(gè)信號(hào)），共模輸入電壓的變化量與對應(yīng)的輸入電流變化量之比。在低頻情況下，它表現(xiàn)為共模電阻。通常，運(yùn)放的共模輸入阻抗比差模輸入阻抗高很多，典型值在108歐以上。

輸出阻抗：輸出阻抗定義為，運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，在運(yùn)放的輸出端加信號(hào)電壓，這個(gè)電壓變化量與對應(yīng)的電流變化量的比值。在低頻時(shí)僅指運(yùn)放的輸出電阻。這個(gè)參數(shù)在開環(huán)測試。

3． 運(yùn)算放大器的對信號(hào)放大的影響和運(yùn)放的選型
    由于運(yùn)算放大器芯片型號(hào)眾多，即使按照上述辦法分類，種類也不少，細(xì)分就更多了，這對于初學(xué)者就難免犯暈。本節(jié)力求通過幾個(gè)實(shí)際電路的分析，明確運(yùn)算放大器的對信號(hào)放大的影響，最后總結(jié)如何選擇運(yùn)放。

CA3140的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓            μV       5000
輸入失調(diào)電壓溫度漂移    μV/℃    8
輸入失調(diào)電流            pA        0.5
輸入失調(diào)電流溫度漂移    pA/℃     0.005
  
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       5000
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        0.0045
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       5000
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         2.5
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         5
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %         20
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %         50
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        500

    初步結(jié)論是：高阻運(yùn)放的輸入失調(diào)電流很小，它造成的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及輸入失調(diào)電壓造成的誤差，可以忽略；而輸入失調(diào)電壓造成的誤差仍然不小，但是可以在工作范圍的中心溫度處通過調(diào)零消除。

這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       200
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV         0.001
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       200
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.1
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.2
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        0.8
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        2
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        20

    初步結(jié)論是：高阻運(yùn)放的輸入失調(diào)電流溫漂很小，它造成的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差，可以忽略；在使用高阻運(yùn)放時(shí)，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)較大，造成的影響較大，使得它不適合放大100mV以下直流信號(hào)。若以上兩項(xiàng)誤差合計(jì)將更大。
    由于高阻運(yùn)放的輸入失調(diào)電流只有通用運(yùn)放的千分之一，因此若其它條件不變，僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，幾乎不會(huì)造成可明顯察覺的誤差。

HA5159的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓            μV       10000
輸入失調(diào)電壓溫度漂移    μV/℃    20
輸入失調(diào)電流            nA        6
輸入失調(diào)電流溫度漂移    pA/℃     60
  
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       10000
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        54.5
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       10054
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         5.0
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         10.1
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        40.2
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        100.5
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        1005

    初步結(jié)論是：輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差較大，但是可以在工作范圍的中心溫度處通過調(diào)零消除。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過輸入失調(diào)電流造成的誤差。

這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       500
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       13.6
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       513

    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.3
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.51
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        2.05
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        5.14
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        51.4
    初步結(jié)論是：在使用高速運(yùn)放時(shí)，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)較大，造成的影響較大，使得它不適合放大100mV以下直流信號(hào)。若以上兩項(xiàng)誤差合計(jì)將更大。
  
    若其它條件不變，僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       10000
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV       109
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV      10109
這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       500
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       27.3
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       527
    初步結(jié)論：僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號(hào)源或是運(yùn)放外圍的電阻較高時(shí)，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會(huì)很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差，所以這時(shí)需要考慮采用高阻運(yùn)放或是低失調(diào)運(yùn)放。

低功耗運(yùn)放LF441的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓            μV       7500
輸入失調(diào)電壓溫度漂移    μV/℃    10
輸入失調(diào)電流            nA        1.5
輸入失調(diào)電流溫度漂移    pA/℃     15
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       7500
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        13.6
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       7513
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         3.8
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         7.5
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        30.1
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        75.1
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        751
    初步結(jié)論是：輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差較大，但是可以在工作范圍的中心溫度處通過調(diào)零消除。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過輸入失調(diào)電流造成的誤差。

這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       250
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       3.4
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       253
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.1
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.25
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        1.01
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        2.53
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        25.3
    初步結(jié)論是：在使用高速運(yùn)放時(shí)，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)較大，造成的影響較大，使得它不適合放大100mV以下直流信號(hào)。若以上兩項(xiàng)誤差合計(jì)將更大。
  
    若其它條件不變，僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       7500
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV       27.3
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       7527
這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       250
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       6.8
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       257
    初步結(jié)論：僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號(hào)源或是運(yùn)放外圍的電阻較高時(shí)，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會(huì)很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差，所以這時(shí)需要考慮采用高阻運(yùn)放或是低失調(diào)運(yùn)放。

精密運(yùn)放OP07D的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓            μV       85
輸入失調(diào)電壓溫度漂移    μV/℃    0.7
輸入失調(diào)電流            nA        1.6
輸入失調(diào)電流溫度漂移    pA/℃     12
  
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV        85
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        14.5
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       99.5
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.05
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.1
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %         0.4
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %         1.0
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %         10
    初步結(jié)論是：精密運(yùn)放輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差不太大，而且可以在工作范圍的中心溫度處通過調(diào)零消除。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差大于輸入失調(diào)電流造成的誤差。

這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       17.5
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       2.7
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       20.2
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.01
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.02
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        0.08
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        0.2
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        2.0
    初步結(jié)論是：在使用精密運(yùn)放時(shí)，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)不大，造成的影響不大，使得它能夠放大10mV以上的直流信號(hào)。
  
    若其它條件不變，僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       85
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV       29.1
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       114.1
這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       17.5
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       5.5
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       23
    初步結(jié)論：僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號(hào)源或是運(yùn)放外圍的電阻較高時(shí)，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會(huì)很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差，所以這時(shí)需要考慮采用增加運(yùn)放輸入電阻或是降低運(yùn)放輸入失調(diào)電流。

高精度運(yùn)放ICL7650的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓            μV       0.7
輸入失調(diào)電壓溫度漂移    μV/℃    0.02
輸入失調(diào)電流            nA        0.02
輸入失調(diào)電流溫度漂移    pA/℃     0.2
  
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV        0.7
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        0.2
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV        0.9
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.0004
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.0009
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %         0.0035
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %         0.0088
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %         0.088
    初步結(jié)論是：高精密運(yùn)放輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差很小可以不調(diào)零。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差大于輸入失調(diào)電流造成的誤差。

這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       0.5
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       0.05
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       0.55
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.0003
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.0005
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        0.0022
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        0.0055
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        0.055
    初步結(jié)論是：在使用高精密運(yùn)放時(shí)，由于失調(diào)電壓溫度系數(shù)很小，幾乎沒有造成影響，使得它能夠放大1mV以以下的直流信號(hào)。
  
    若其它條件不變，僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       0.7
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV       0.4
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       1.1
這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       0.5
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       0.09
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       0.59
    初步結(jié)論：僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍，對于高阻信號(hào)源或是運(yùn)放外圍的電阻較高時(shí)，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會(huì)很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差。由于這些誤差太小，不調(diào)零時(shí)的總誤差不過2μV，所以忽略。

3．1 例一，運(yùn)算放大器的對直流小信號(hào)放大的影響
這里的直流小信號(hào)指的是信號(hào)幅度低于200mV的直流信號(hào)。
為了便于介紹，這里采用標(biāo)準(zhǔn)差分電路。這里假定同相輸入端的輸入電阻為R1，同相輸入端的接地電阻為R3，反相輸入端的輸入電阻為R2，反相輸入端的反饋電阻為R4。運(yùn)放采用雙電源供電。假定R1=R2=10k歐姆，R1=R2=100k歐姆，這樣放大電路的輸入電阻=10k歐姆，運(yùn)放的同相端和反相端的等效輸入電阻=10k歐姆并聯(lián)100k歐姆≈9.09 k歐姆，輸入增益Av=10。
這里假定工作溫度范圍是0~50℃，所以假定調(diào)零溫度為25℃，這樣實(shí)際有效變化范圍只有25℃，可以減小一半的變化范圍。
還假定輸入信號(hào)來自于一個(gè)無內(nèi)阻的信號(hào)源，為了突出運(yùn)放的影響，這里暫時(shí)不考慮線路噪聲、電阻噪聲和電源變動(dòng)等的影響。
這里選用通用運(yùn)放LM324、高阻運(yùn)放CA3140、高速運(yùn)放HA5159、低功耗運(yùn)放LF441、精密運(yùn)放OP07D、高精度運(yùn)放ICL7650等6種運(yùn)放來比較運(yùn)算放大器的對直流小信號(hào)放大的影響。由于不同廠家的同種運(yùn)放的指標(biāo)不盡相同，這里運(yùn)放的指標(biāo)來自于中南工業(yè)大學(xué)出版社出版的《世界最新集成運(yùn)算放大器互換手冊》，所選的集成運(yùn)算放大器指標(biāo)如下：

LM324的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓            μV       9000
輸入失調(diào)電壓溫度漂移    μV/℃    7
輸入失調(diào)電流            nA        7
輸入失調(diào)電流溫度漂移    pA/℃     10
  
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       9000
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        63.6
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       9063
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         4.5
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         9.1
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        36.3
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        90.6
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        906
    初步結(jié)論是：輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流造成的誤差較大，但是可以在工作范圍的中心溫度處通過調(diào)零消除。其中輸入失調(diào)電壓造成的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過輸入失調(diào)電流造成的誤差。

這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       175
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       2.3
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       177.3
    輸入信號(hào)200mV時(shí)的相對誤差  %         0.09
    輸入信號(hào)100mV時(shí)的相對誤差  %         0.18
    輸入信號(hào)  25mV時(shí)的相對誤差  %        0.71
    輸入信號(hào)  10mV時(shí)的相對誤差  %        1.77
    輸入信號(hào)   1mV時(shí)的相對誤差  %        17.7
    初步結(jié)論是：在使用LM324時(shí)，由于輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)較大，造成的影響較大，使得它不適合放大100mV以下直流信號(hào)。若以上兩項(xiàng)誤差合計(jì)將更大。
  
    若其它條件不變，僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，造成誤差如下：
這樣可以計(jì)算出，在25℃的溫度下的輸入失調(diào)誤差造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓造成的誤差       μV       9000
輸入失調(diào)電流造成的誤差       μV        127.3
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       9127
這樣可以計(jì)算出，0~25℃的溫度漂移造成的影響如下：
項(xiàng)目                     單位      參數(shù)
輸入失調(diào)電壓溫漂造成的誤差   μV       175
輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差   μV       4.5
    合計(jì)本項(xiàng)誤差為               μV       179.5
    初步結(jié)論：僅僅運(yùn)放的外圍電阻等比例增加一倍，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差不變，而輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差隨之增加了一倍。所以，對于高阻信號(hào)源或是運(yùn)放外圍的電阻較高時(shí)，輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電流溫漂造成的誤差會(huì)很快增加，甚至有可能超過輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電壓溫漂造成誤差，所以這時(shí)需要考慮采用高阻運(yùn)放或是低失調(diào)運(yùn)放。

3．1 例二，運(yùn)算放大器的外部電路對直流小信號(hào)放大的影響
這里的電路條件與例一相同。
本例主要討論共模抑制比、電源變動(dòng)抑制、外部電阻不對稱等的影響。
這里仍然選用精密運(yùn)放OP07D。由于不同廠家的同種運(yùn)放的指標(biāo)不盡相同，這里運(yùn)放的指標(biāo)來自于中南工業(yè)大學(xué)出版社出版的《世界最新集成運(yùn)算放大器互換手冊》，所選的集成運(yùn)算放大器指標(biāo)如下：
OP07D的主要指標(biāo)為：
項(xiàng)目                單位      參數(shù)
電源變動(dòng)抑制            μV/V      10
輸入偏置電流            nA        3
共模抑制比              db        106

由電源變動(dòng)抑制=10μV/V可以得知，在其它條件不變的情況下，電源電壓變化幅度達(dá)到1V時(shí)造成輸入失調(diào)電壓增加10μV?？梢?，在低于10mV的微信號(hào)的放大中，對精度至少會(huì)造成0.1%的影響。
    共模抑制比由106db換算為2×105。在其它條件不變的情況下，輸入信號(hào)==模電壓幅度達(dá)到1V時(shí)造成輸入電壓增加5μV?？梢?，在低于10mV的微信號(hào)的放大中，對精度至少會(huì)造成0.05%的影響。
這里假定同相輸入端的輸入電阻為R1，同相輸入端的接地電阻為R3，反相輸入端的輸入電阻為R2，反相輸入端的反饋電阻為R4。運(yùn)放采用雙電源供電。假定 R1=10k歐姆，R2=30k歐姆，R3=100k歐姆，R4=300k歐姆，這樣放大電路的增益Av=10，運(yùn)放的同相端的等效輸入電阻=10k歐姆并聯(lián)100k歐姆≈9.09 k歐姆，反相端的等效輸入電阻=30k歐姆并聯(lián)300k歐姆≈27.27 k歐姆。這樣，由于運(yùn)放輸入偏置電流造成的影響為：
運(yùn)放的同相端由于輸入偏置電流產(chǎn)生的電壓=3nA×9.09 k歐姆=27.27μV
運(yùn)放的反相端由于輸入偏置電流產(chǎn)生的電壓=3nA×27.27k歐姆=81.81μV
這樣，對于輸入端造成的誤差等于輸入偏置電流分別在運(yùn)放的同相端與反相端等效電阻上的電壓的差值（54.54μV）?？梢?，當(dāng)運(yùn)放的同相端與反相端等效電阻不同時(shí)，輸入偏置電流將產(chǎn)生一定的影響，其中對于高阻運(yùn)放的影響較?。ㄋ妮斎肫秒娏鞅绕胀ㄟ\(yùn)放小3個(gè)數(shù)量級(jí)），而對非高阻運(yùn)放影響較大，特別是在低于10mV的微信號(hào)的放大中，對精度至少會(huì)造成0.2%的影響。
本例總結(jié)：
。  對于同一個(gè)直流小信號(hào)放大時(shí)，通用運(yùn)放、高阻運(yùn)放、高速運(yùn)放、低功耗運(yùn)的性能接近，可以互換，但是從成本和采購角度來說，建議選用通用運(yùn)放；但是若信號(hào)源內(nèi)阻較大（例如大于10K歐姆）時(shí)，采用高阻運(yùn)放能夠減小運(yùn)放輸入失調(diào)造成的誤差。
。  若不做精度要求時(shí)，選用通用運(yùn)放或是高阻運(yùn)放。
。  通用運(yùn)放或是高阻運(yùn)放只能精密放大100mV以上直流信號(hào)。
。  若要求精密放大100mV以下信號(hào)時(shí)，需要選用精密運(yùn)放甚至高精度運(yùn)放；
    本例中沒有考慮的影響精度的因素太多，實(shí)際條件下，精度會(huì)更低。