【導讀】本文的目的是說明一種簡化的過程，該過程集中于選擇運算放大器時的三個主要考慮因素，如圖1所示。前兩個考慮因素是電源電壓（Vs）和靜態電流（IQ）的主要規格）及其相應的規范。次要規范定義為直接依賴于主要規范的規范。
“對于這個應用，我應該選擇哪種運放？”這個問題的難度很大：有數以千計的運算放大器可供選擇，并且同時有無數的規格和功能需要考慮。
這種復雜性要求創建在線搜索和設計工具，而在線搜索和設計工具本身可能會很復雜（實際上有數十個過濾選項、復選框和滑塊）。反過來，這導致了快速搜索工具，預過濾結果和其他創新工具的創建，所有這些工具都旨在簡化選擇運算放大器的過程。
本文的目的是說明一種簡化的過程，該過程集中于選擇運算放大器時的三個主要考慮因素，如圖1所示。前兩個考慮因素是電源電壓（Vs）和靜態電流（IQ）的主要規格）及其相應的規范。次要規范定義為直接依賴于主要規范的規范。選擇一個沒有適當的主要規格和次要規格的運算放大器可能不適用于該應用。第三個也是最后一個考慮因素涉及幾個常見的運算放大器功能：封裝和價格。我還要澄清一下，本文的重點是通用和精密電壓反饋運算放大器。
圖1運放選擇注意事項
注意事項1：電源電壓
電源電壓（Vs或V-和V+）是主要規格，原因有兩個。首先，電源電壓必須與系統電壓兼容；否則，您將需要生成新的電壓軌。其次，電源電壓具有兩個重要的指標：輸入共模電壓范圍（Vcm）和輸出擺幅/裕量（Vo或Vol/Voh）。 Vcm和Vo定義用于線性操作的輸入和輸出信號的范圍。如果輸入信號和輸出信號不在設備的線性工作區域內，則說明您選擇了錯誤的運算放大器，而與所有其他規格無關。
圖2摘錄了數據表摘錄，其中摘述了運算放大器的電源電壓如何定義線性工作區域并重點介紹了軌到軌輸入/輸出（RRIO）器件。 RRIO設備之所以受歡迎是因為它們通常更易于使用，但要注意與不同輸入級設計相關的權衡取舍。
圖2在OPA991數據表的摘錄中，Vcm和Vo取決于電源電壓軌（V-和V +）。
例如，圖2中具有±15V電源的運算放大器的輸入共模范圍為-15.1V
考慮之二：靜態電流
靜態電流（Iq）是主要規格，因為它會影響許多重要的次要規格，例如帶寬（BW）和壓擺率（SR）。帶寬和SR不足的運算放大器會產生不良影響，例如壓擺引起的失真和非線性工作。因此，系統的電源必須提供足夠的電流，以使運算放大器滿足性能要求。
通常，Iq與SR直接相關（較高的Iq會產生更多的帶寬和更快的SR）。有一些針對特定用例設計的運算放大器（例如具有壓擺升壓的運算放大器），但通常，上述IQ，帶寬和SR之間的關系仍然成立。表2列出了五個Iq值不斷提高的運算放大器及其相應的帶寬和SR典型值。作為一般經驗法則，請嘗試選擇應用需要更多帶寬和SR約25％至30％裕量的運算放大器，以解決工藝和溫度變化的問題。低失真設計將需要更多的帶寬和SR。
表1運算放大器帶寬和SR與Iq增加的比較
注意事項3：功能
現在該看一下運算放大器的功能了，主要包括封裝和成本。盡管大多數設計人員都希望使用最小的設備同時花費最少的錢，但要考慮的一個方面是從包裝和成本的角度對設計進行過時的驗證。
有很多原因導致您可能需要在投入生產多年后重新進行設計，這些措施包括降低成本的措施，邊際設計，制造工藝變更和產品報廢。為準備這些可能性，請考慮選擇標準封裝（SOIC，TSSOP，VSSOP）中的運算放大器。越來越多的新封裝正成為行業標準，因為它們更小，更經濟，例如SON和SOT封裝。因此，請在新產品中考慮實際占板面積。
具有適當電源電壓，靜態電流，次要規格和功能的運算放大器很可能非常適合您的設計。但是，許多其他規格會影響性能：失調電壓（Vos），電壓噪聲密度（en），電源抑制比（PSRR）和共模抑制比（CMRR）。
下一次您要選擇運算放大器的任務時，請首先考慮電源電壓，靜態電流以及后續的次要規格，以確保該器件在您的應用中能夠正確運行。確保驗證輸入和輸出的線性操作，包括帶寬和SR的設計裕度，并考慮運算放大器系列的設計和封裝靈活性。
（來源：TI，作者：Peter Semig，德州儀器的通用放大器應用經理）
（來源：TI，作者：Peter Semig，德州儀器的通用放大器應用經理）
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