1、 运算扩大器的现状
运算扩大器自1963年面世以来，走过了很长的开展路途，并成为一切线性体系中事实上的规范部件。简直每个大型半导体制作商的产品线中都有运算扩大器这个产品。依据不同的使用需求首要分化出通用型、低电压／低功耗型、高速型、高精度型四大类运放产品。现在扩大器的功能水平已到达了如下目标，这在20世纪60年代是闻所未闻的：带宽超越1 GHz；转化速率超越5 000 V／μs；作业电流低于10μA；作业电压低至0.9 V；输入失调电压低于20 μV。
2、 精细扩大器
精细扩大器一般指失调电压低于1 mV的运放，在使用进程中，他着重电路作业的低噪声和低失调功能。跟着新式传感器技能（如导弹陀螺、MEMS微机械传感器等）的使用推行以及整机功能的进步，对该类型运算扩大器的精度和带宽都提出了更高的要求。为了习惯这种需求，国外IC公司已连续推出了一些宽带产品。
3 、低噪声失调电路技能
新式传感器的使用对运放精度提出了更高的要求，对微传感器来说，因为其输出信号首要处在低频端，且信号起伏很小，因而CMOS工艺带来的失谐和低频1／f噪声的添加，对微传感器读出电路的规划提出了巨大的应战。为了到达上一代CMOS工艺下相同的动态规模，电路需求尽可能坚持最大的输出摆幅，以及选用各种技能下降失调电压和1／f噪声。
现在，干流的完成低失调、低噪声的电路技能首要有：自稳零AZ（autozero）技能、相关双采样CDS（CorrelatedDouble Sampling）技能和斩波稳零CHS（Chopper Stabilization）技能。本文首要介绍AZ和CHS技能。
3.1 自稳零技能（AZ）
3.1.1 AZ根本原理
自稳零技能（AZ）的根本思想是，先将噪声和失调采样并保存，再将其从输入或输出的瞬态信号中除。当然也能够经过在输入和输出之间添加一个额定的端口来完成对噪声和失调的归零。假如噪声信号是不随时刻改变信号（如DC失调），他将被消除；假如是一缓慢改变的低频随机噪（如1／f噪声），将被高通滤除。其原理如图1所示，假定输入参阅失调电压为Vos，输入参阅噪声为VN。AZ进程分为两个阶段：第一阶段，信号被阻隔，AMP输入被短接，在采样脉冲的效果下，输入失调Vos和噪声VN被采样并保存，并以负反馈的方式从端口N引进，输出被控制在很小的起伏；第二阶段，信号接入，假如假定Vos和VN与采样时根本相同，那么噪声和失调将被消除。
3.1.2 AZ对噪声的影响
（1）对白噪声的影响
假定运放的等效输入白噪声等效为-3 dB带宽为fc的低通特性（LF）噪声，采样频率为fs，一般fc＞＞fs，AZ的输出白噪声能够近似为：
（2）对1／f噪声的影响
关于闪耀噪声（1／f）PSD咱们能够经过类似的剖析得到，设1／f噪声的转角频率为fk。如图3所示，因为采样函数在DC处引进了零点，1／f噪声被大大削弱。一起，尽管1／f噪声是一窄带进程，但其“尾巴”在采样进程中引进了混叠。在奈奎斯特频率规模内，1／f噪声混叠重量能够近似为：
3.1.3 存在的缺点
AZ在消除运放失调的一起，也大大削弱了1／f噪声，但其欠采样进程引进了白噪声和闪耀噪声的频谱混叠，使得在信号频带规模内输出白噪声成份有所添加。一起，1／f噪声的“尾巴”也将在采样进程中导致输出的混叠，加大采样频率可减轻混叠，但与此一起也带来了负面效应，包含时钟溃通（clock feed-through）和沟道电荷注入（channel charge injecTIon）效应。
3.2 相关重采样技能（CDS）
相关重采样技能能够描绘为AZ技能+S／H，他广泛地使用于采样体系和开关电容电路SC（Switched Capacitor Circuits）中。尽管CDS技能对输出信号进行采样／坚持，CDS技能对AMP失谐和噪声的影响与AZ技能类似。和AZ技能相同，CDS基带传输函数Ho（fTs）相同也在DC处引进一个零点来消除AMP的失调，一起大大削弱1／f噪声重量；另一方面，尽管关于n≠0时的传递函数二者有些不同，但因为宽带噪声被双采样，他们由采样引进的混叠成份是能够比较的。
3.3 斩波稳零技能（CHS）
3.3.1 根本原理
与AZ技能不同，CHS选用的是调制和解调技能，而不是采样技能。他对信号进行偶数次采样（两次），而对AMP噪声和失调进行奇数次采样（一次），噪声和失调被调制到载波的奇数次频率处，而信号被经过偶数次调制，被解调回基带，经过低通滤波，能够将信号提取而将噪声和失调按捺。
CHS的原理如图4所示，假定输入信号最高截止频率为斩波频率的一半，则不会发生信号的频谱混叠。信号将被m1（t）调制到其奇数次频率处，经过AMP扩大，然后再由m2（t）解调回基带。
3.3.2 对噪声的影响
斩波调制技能对AMP噪声的影响能够经过图5来阐明，这儿VN（t）代表了AMP引进的一切噪声和失调，m1（t）为斩波调制的载波信号。
输出信号的PSD能够给定为：
经过斩波调制，噪声被搬移至斩波频率的奇数次谐波处。
（1）对白噪声的影响
假定AMP的截止频率fc为斩波频率的5倍，即fc=5fchop，T为斩波周期。则关于白噪声，在基带内（∣fT∣≤0.5）噪声特功能够用一白噪声的PSD来近似：
图6的成果显现了式（4）给定的输出白噪声PSD对输入白噪声PSD归一化的成果，不难看出，输出PSD总是要比输入小。关于较小的∣fcT∣，输出PSD相关于输入被大大削弱，当∣fcT∣》6时，输出PSD迫临输入的90％。
（2）对1／f噪声的影响
CHS的斩波调制技能对AMP1／f噪声的影响，也能够经过类似的剖析得到，假定fc》fchop，图7给出了斩波输出1／f噪声PSD成果，1／f噪声的极点方位远离了基带，被搬移到了斩波频率的奇数次谐波处。在基带内1／f噪声的PSD能够近似为一白噪声重量：
3.3.3 存在的缺点
尽管斩波技能（CHS）对下降AMP噪声和失调是非常有用的，但也存在一些缺点。最大的缺乏是输出仍会存在必定的剩余失调，假如调制解调器是由MOS开关构成，则非抱负特性首要包含时钟溃通、电荷注入。一般的解决办法是用CMOS开关来替代MOS开关，让相反的电荷量由两个沟道彼此注入，以减小单沟道MOS开关的非线性效应。可是PMOS器件和NMOS器件的沟道电荷很难彻底匹配，该办法不只能削减扩大器的剩余失调，但不能彻底消除。
4、 精细运放未来的开展空间
在未来的几十年内，应轿车、智能体系、出产线上的功能监督子体系的需求，具有低失调、低噪声特性的精细扩大器将更为广泛使用于传感器监督，为精细运放的开展注入新的生机的一起，也给规划师和芯片制作商提出了更高的要求。更低的噪声、更小的失调，更小的温度系数和更高的性价比，将成为下一代精细运放规划的焦点。电路构架、制作工艺和封装技能的不断开展和微调技能的不断创新，将为下一代精细运放的开展供给牢靠的支撑，高精度运放将在工业自动化、医疗器件、量测仪器、轿车电子、乃至军事国防等不同范畴扮演日趋重要的人物。
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