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運放參數講解:最對最大值和推薦工作條件

CHANBAEK ? 來源:硬件工程師筆記 ? 作者: 紀烈臣 ? 2023-11-20 17:31 ? 次閱讀

本文主要整理了“絕對最大值”和“推薦工作條件”兩個運放參數,因為這是在《運算放大器權威指南》參數講解中最前面的兩個參數,實際工作中接觸的最多。

絕對最大值

工作和測試中,絕對最大值(absolute maximum rating)是絕對不可超過的極限值。它表示器件可以承受的限值,而不是可以正常工作的限值。如果超過這些極限值,器件的壽命可能受到影響,甚至直接導致器件損壞。

例如,當輸入電壓大于絕對最大額定值時,結果會導致運算放大器的輸入差分對擊穿,從而造成過大的故障電流。這不但會導致參數性能變化,還會造成金屬遷移,隨著時間的流逝,結果會對器件造成永久性損壞。

圖片圖1 TI某款運放的絕對最大值參數

推薦工作條件

推薦工作條件“recommend operating condition)與前面介紹的最大值類似,因為如果超過這些工作條件限值,運放的性能就可能下降。然而,在超過推薦工作條件限值條件下工作,運放并不會損壞。

圖片圖2 TI某款運放的推薦工作條件

超出“推薦工作條件”影響性能的示例

這里主要以超出共模輸入范圍Vcm這一參數,說明超出”推薦工作條件”運行的影響。因為只要使用運放就一定會核對這一參數,很典型。我們都知道對于非軌對軌輸入型的運放,有共模輸入電壓Vcm的限制,這個范圍是相對于電源軌定下來的,原理就是輸入晶體管對要工作在線性區,而非飽和區或者截止區。參見圖3。

圖片圖3 非軌對軌輸入型運放的Vcm范圍@±5V供電

當運算放大器的工作電壓超過輸入電壓范圍Vcm,但處于絕對最大值以內時,其參數性能會發生變化。運算放大器不會受損,但可能無法正常工作,例如,它可能反相,輸入偏置電流或輸入失調電壓可能大幅增加。一旦輸入電壓超過絕對最大值,運算放大器就可能遭受永久性損壞。*圖4是真實運放的測試數據,超出Vcm后,輸入偏置電流Ibs和輸入失調電壓Vos會突變 。不過這顆運放并不是一旦超出Vcm,Ibs和Vos就類似二極管導通似的變大了,而是有一個裕量的。

圖片

圖4 超出Vcm范圍后Ib和Vos會變大

本文主要整理了絕對最大值和推薦工作條件兩個參數,雖然主要是針對運放,但對于其他器件也是基本適用的。所以有人講,學好了運放,再學其他就會容易一些。推薦工作條件以共模輸入范圍Vcm為例,說明了超出推薦工作條件,運放性能可能會下降,如Ibs或者Vos等。

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