在理解了上面的主要的運(yùn)放非理想參數(shù)后，再讀運(yùn)放的數(shù)據(jù)規(guī)格書(shū)應(yīng)該就不難了，下面我們以比較常見(jiàn)的LM321集成運(yùn)放為例，來(lái)過(guò)一遍如何解讀運(yùn)放數(shù)據(jù)規(guī)格書(shū)。

1. 總體性能

一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)規(guī)格書(shū)的首頁(yè)都會(huì)包含這個(gè)器件的重要特點(diǎn)，下圖中對(duì)一些比較重要的需要解釋的特點(diǎn)已用紅線劃出：

圖9-04.01

首先是供電范圍，從首頁(yè)說(shuō)明中可見(jiàn)，這款運(yùn)放的供電范圍為3V~32V，而且既可以單電源供電，又可以正負(fù)雙電源供電。 而且都跟你講清楚了，雙電源供電時(shí)從±1.5V到±16V都可以。

再有一個(gè)就是在首頁(yè)特色中，它聲明了此款器件有很低的輸入偏置電流，這個(gè)我們后面在具體參數(shù)分析時(shí)就可以看到。

其他的就隨便看看了，比如這款器件有輸出短路保護(hù)，另外還可以用做單位增益跟隨器等等(有些高性能的運(yùn)放器件是不能用作單位增益跟隨器的，會(huì)產(chǎn)生振蕩)。 總之，就是一款比較通用的器件。

這里順便解釋一下運(yùn)放中“軌”(rail)的概念。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，軌就是供電電壓邊界。 比如，你對(duì)這個(gè)器件采用±5V雙電源供電，那它的上軌就是+5V，下軌就是-5V。 但是對(duì)于普通運(yùn)放器件的來(lái)講，它的輸出是達(dá)不到滿(mǎn)±5V的，一般總會(huì)小一點(diǎn)(比如只能輸出±3.6V)。

但是有一種特殊的“軌至軌”(rail-to-rail)運(yùn)放，它可以滿(mǎn)幅輸入輸出，達(dá)到整個(gè)供電電壓的邊界，一般用于低電壓供電的場(chǎng)合。 不過(guò)軌至軌運(yùn)放的輸出電流都比較小，當(dāng)輸出較大電流時(shí)，可能達(dá)不到滿(mǎn)幅的輸出。

2. 具體參數(shù)性能

(1)極限性能

規(guī)格書(shū)中的表1提供了這款運(yùn)放的極限最大額定值，如下圖所示：

圖9-04.02

這張表中，比較重要的就是前面幾個(gè)供電參數(shù)：

? Supply
Voltage：供電電壓，表明了可最大承受的供電電壓，表格中的數(shù)據(jù)為36V，這是個(gè)極限值，比前面器件首頁(yè)介紹的正?？沙惺茏畲蠊╇婋妷?32V)要稍微大一些。

? Input Voltage：這個(gè)是運(yùn)放的兩個(gè)信號(hào)輸入端能承受的最大電壓，表中最低限為下軌電壓VEE-0.3V，上限為32V。

? Input Current：這個(gè)輸入電流是指運(yùn)放的輸入端最大能承受輸入10mA的電流，不是指運(yùn)放本身的功耗電流。

? Output Short circuit
duration：表中這個(gè)值為continuous表明這個(gè)運(yùn)放的輸出端能承受輸出端連續(xù)時(shí)間的短路，和前面首頁(yè)中聲明有輸出短路保護(hù)的特色相呼應(yīng)。 但是同時(shí)也在備注Note1中啟用了免責(zé)聲明：雖然我這個(gè)產(chǎn)品有輸出短路保護(hù)，但你也不能長(zhǎng)時(shí)間的短路，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的短路會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，最終還是有可能因溫度過(guò)高而損壞器件。

(2)推薦操作環(huán)境

表2為散熱特性，這個(gè)我們?cè)谇懊娴囊呀?jīng)講過(guò)，可參閱前面二極管或BJT的數(shù)據(jù)規(guī)格書(shū)介紹章節(jié)。 表3為推薦使用環(huán)境：

圖9-04.03

其中比較重要的就是表3的最后一條：

? Common Mode Input Voltage
Range：共模輸入電壓范圍，為VEE到VCC-1.7V，比前面的“輸入電壓”范圍要小，而且距電源正電壓VCC至少要空出1.7V。

(3)非理想特性參數(shù)

關(guān)于非理想特性的各個(gè)參數(shù)是體現(xiàn)運(yùn)放性能的關(guān)鍵，在這份數(shù)據(jù)規(guī)格書(shū)中，給出了這個(gè)運(yùn)放器件兩種不同電壓的供電條件下的測(cè)試數(shù)據(jù)表格，其中第三頁(yè)的表4是在VCC-VEE=5V的供電條件下測(cè)得的，第四頁(yè)的表5是在VCC-VEE=32V的供電條件下測(cè)得的。

我們以表4為例，由于原表格較長(zhǎng)，我們把它拆分成三個(gè)部分來(lái)看：

● 輸入特性參數(shù)：

與輸入相關(guān)的非理想特性參數(shù)都在INPUT CHARACTERISTICS這個(gè)表中，其中的大多數(shù)我們?cè)谇懊娴男」?jié)已詳細(xì)討論過(guò)，這里粗略地過(guò)一遍：

圖9-04.04

? VOS：輸入失調(diào)電壓，前面我們已詳細(xì)討論過(guò)了，這里典型值為0.3mV;

? ΔVOS/ΔT：輸入失調(diào)電壓的溫漂，典型值為7uV/℃;

? IIB：輸入偏置電流，典型值為-10nA，負(fù)號(hào)表明這個(gè)偏置電流反而是從運(yùn)放的輸入端向外流出的;

? IOS：輸入失調(diào)電流，典型值為1nA，可見(jiàn)兩個(gè)輸入端的不平衡電流非常小;

? CMRR：共模抑制比，典型值為85dB，換算成比值約為：1085/20=17783倍;

? RIN：開(kāi)環(huán)輸入阻抗，開(kāi)環(huán)差模輸入阻抗典型值為85GΩ，開(kāi)環(huán)共模輸入阻抗典型值為300GΩ，可見(jiàn)非常大。 在閉環(huán)電路中，輸入阻抗更大。

?
CIN：輸入電容，差模輸入電容典型值為0.6pF，共模輸入電容典型值為1.6pF，這是一個(gè)很小的值，與導(dǎo)線的寄生雜散電容相似。 關(guān)于輸入電容對(duì)放大電路性能的影響，我們放到頻率響應(yīng)章再細(xì)講。

● 輸出特性參數(shù)：

與輸出相關(guān)的非理想特性參數(shù)都在OUTPUT CHARACTERISTICS這個(gè)表中，大多數(shù)理解起來(lái)也不難，我們這里同樣也粗略地過(guò)一遍：

圖9-04.05

? AVOL：開(kāi)環(huán)增益，典型值為100dB，換算成比值就是105=100000倍;

? ZOUT_OL：開(kāi)環(huán)輸出阻抗，典型值為1200Ω，不算太大;

? VOH：最高輸出電壓，典型值為VCC-1.4V，也就是說(shuō)，若VCC接+5V電源，則運(yùn)放的輸出端最多只能輸出3.6V電壓;

? VOL：最低出電壓，典型值為VEE+0.8V，含義與上面VOH類(lèi)似;

? Io：輸出端電流能力，這里分為“吸收電流(Sinking Current)能力”和“提供電流(Sourcing
Current)能力”兩欄分別給出數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，其輸出端最大能吸收的電流為20mA，最大能向外提供的電流為40mA;

? CL：負(fù)載電容，為運(yùn)放輸出端與地之間的電容，典型值為1500pF。

● 其他參數(shù)：

剩下的參數(shù)我們就放在一起講了，其中大多數(shù)與頻率特性有關(guān)，我們要到頻率響應(yīng)章節(jié)才能詳細(xì)展開(kāi)解釋它們的含義，這里僅僅粗略羅列一下：

圖9-04.06

?
eN：電壓噪聲密度。 關(guān)于噪聲是個(gè)很龐大的話題，可能要到中級(jí)模擬電路里才能把噪聲的問(wèn)題講清楚，這里我們僅簡(jiǎn)單解釋一下如何使用這個(gè)參數(shù)。 這個(gè)噪聲是運(yùn)放內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲，并且會(huì)被電路的增益放大，進(jìn)而影響到輸出。 表中已給出在1kHz范圍內(nèi)，其典型值是40nV/√Hz，當(dāng)輸入電壓為0V時(shí)，在開(kāi)環(huán)情況下，在輸出端將會(huì)產(chǎn)生的噪聲為：

如果是閉環(huán)情況，由于閉環(huán)增益比開(kāi)環(huán)增益要小很多，因此根據(jù)上式算出的輸出端噪聲也會(huì)小很多。

? THD+N, GBWP, AM, αM, SR：這寫(xiě)參數(shù)都和頻率響應(yīng)相關(guān)，都要到頻率響應(yīng)章節(jié)才能詳細(xì)展開(kāi)講。

? PSRR：電源抑制比，其含義為電源電壓的改變量與由此引起的輸入失調(diào)電壓該變量之比的絕對(duì)值。

? IQ：靜態(tài)電流，即運(yùn)放不接負(fù)載時(shí)本身消耗的靜態(tài)偏置電流，這里典型值為1.2mA。

3. 特性曲線

特性曲線中幾乎有一半和頻率響應(yīng)相關(guān)，這里我們僅解釋一些與頻率無(wú)關(guān)的曲線。

● 翻轉(zhuǎn)時(shí)間曲線：

圖9-04.07

左圖是輸入電壓為大電壓(-2V2V)時(shí)的輸出特性翻轉(zhuǎn)曲線，右圖是輸入電壓為小電壓(-0.05V0.05V)時(shí)的輸出特性翻轉(zhuǎn)曲線，在對(duì)比中可看到，小電壓翻轉(zhuǎn)時(shí)，輸出的響應(yīng)時(shí)間要快得多。

● 靜態(tài)消耗電流-溫度 曲線：

圖9-04.08

圖中用3種不同顏色顯示了在不同的供電電壓下，器件的靜態(tài)消耗電流隨溫度變化的曲線。 從圖中可見(jiàn)，器件的靜態(tài)消耗電流隨溫度升高而增加。

● 輸入失調(diào)電壓-共模輸入電壓 曲線：

圖9-04.09

上3圖中，分別給出了在不同的供電電壓(3V、5V、32V)條件下，“輸入共模電壓”對(duì)“輸入偏置電壓的影響”。

● 輸入偏置電流-溫度 曲線：

圖9-04.10

從圖中可以看到，溫度對(duì)“輸入偏置電流”和“輸入失調(diào)電流”的影響不大。

● 最高最低輸出電壓-輸出電流 曲線：

圖9-04.11

上面6圖分別給出了在不同的供電電壓(3V、5V、32V)條件下，輸出電流的大小對(duì)運(yùn)放能輸出的最高、最低電壓的影響。左側(cè)3圖橫坐標(biāo)為輸出端給出電流，影響運(yùn)放的最高輸出電壓(縱坐標(biāo)為VCC與最高輸出電壓VOH的差值);右側(cè)3圖橫坐標(biāo)為輸出端吸收電流，影響運(yùn)放的最低輸出電壓(縱坐標(biāo)為最低輸出電壓VOL與VEE的差值)。

在圖中可見(jiàn)，輸出端給出或吸收的電流越大，它能輸出的極限輸出電壓絕對(duì)值越小。