如何以毫微功率预算实现精密测量 第1部分：毫微功耗运算放大器的直流增益

运算放大器(op amp)的高精度和高速度直接影响着功耗的量级。电流消耗降低则增益带宽减少;相反，偏移电压降低则电流消耗增大。

运算放大器的许多电子特性相互作用，相互影响。由于市场对低功耗应用的需求逐渐增大，如无线感应节点、 物联网 (IoT) 和楼宇自动化，因此为确保同时满足终端设备性能优化及功耗尽可能低，了解各电子特性间的平衡至关重要。此系列博文包含三部分，在第一部分中，我将介绍在毫微功率精密运算放大器中关于直流增益的功率与性能表现的平衡。

直流增益

你也许还记得，在学校中学到的运算放大器的典型反相(如图1)和非反向(如图2)增益配置。

图1：反相运算放大器

图2：非反相运算放大器

根据这些配置可分别得出反相和非反相运算放大器闭环增益等式，等式1和等式2：

（1）
（2）

等式中A_CL是闭环增益，R_F 是反馈电阻值，而R_2 是从负输入端到信号(反相)或接地(非反相)的电阻值。

这些等式说明直流增益与电阻比有关，与电阻值无关。另外，“功率”定律和欧姆定律显示了电阻值和消耗功率两者之间的关系(等式3)：

（3）

P是电阻消耗的功率，V是电阻的压降，I是流经电阻的电流。

对毫微功耗增益和分压器配置而言，Equation 3显示，流经电阻的电流消耗最小，则消耗功率最小。Equation 4有助于你了解该原理：

（4）

R是电阻值。

根据这些等式，可以看出你必须选择既可以提供增益又可以使消耗功率(也称功耗)最小化的大电阻值。如果不能使流经反馈通道的电流最小化，那么使用毫微功耗运算放大器就没有任何优势可言。