運算放大器是模擬設計人員廣泛使用的器件，它們可用于提取、調整、轉換、緩沖、合并、過濾和調理真實世界的信號。對于需要高精確度和高穩定性的應用而言，設計人員需要仔細考慮輸入失調電壓、噪聲、帶寬等性能規格，并選取能夠實現必要性能的運算放大器。由于誤差往往會累加，因此，在選擇數據轉換器、電壓基準等放大器之后的其他器件時，也要格外注意。盡管這一點很重要，設計人員還是需要小心，不能忽視放大器之前及其周圍器件的精確度影響，尤其是電阻器。

電阻匹配對系統精確度的影響

圖中的電路采用了4個電阻器和一個運算放大器，以構成一個傳統的差分放大器（見圖1）。其輸出電壓由電阻器的比率決定：

圖：傳統的差分放大器。

從以上公式我們可以看到，在這個例子中，就決定放大器電路的性能而言，電阻匹配比絕對精度更加重要。如果R1和R2成比例變化，那么增益將保持不變。如果一個電阻相對于另一個電阻變化，那么R1與R2的比率就會變化，從而導致增益發生變化。在精準分壓器、精準增益級和橋式電路等其他常用的比例電路中，情況也是這樣。在以下的討論中，將針對3種類型的電阻器來探討電阻失配對性能的影響：精準分立電阻器，傳統的匹配電阻器陣列，以及最新精確匹配薄膜電阻器系列LT5400。

在上圖所示的差分放大器等高精確度應用中，將需要比標準的1%電阻更好的電阻器。讓我們從精確度高10倍（即0.1%）的電阻器開始考慮。在室溫時，每個電阻器都可能相對其標稱值在-0.1%至+0.1%的范圍內變化，那么，兩個電阻器匹配最差的情況是±0.2%（（1+0.001）/（1-0.001）=1.002）或2000ppm，或9位精確度。隨著溫度的變化，匹配會成為一個更大的問題。大多數電阻器制造商規定了一個獨立于容差規格說明的溫度系數。在這個例子中使用的精確度為0.1%的電阻可能有25ppm/℃的溫度系數。在0℃至70℃的范圍內，誤差結果高于3000ppm。這種誤差會轉變成放大器電路的增益誤差，而且其中并未包括運算放大器本身的非理想狀態或信號鏈路中的其他誤差源。

如果需要更高的精確度，那么可能需要選擇更精確的0.01%容差的電阻器，不過，要實現最佳的性能，應該使用精確匹配的電阻器陣列。電阻器陣列（單個封裝中包含多個電阻器）中的電阻器往往隨著溫度的變化而相互追隨。例如：一個0.01%容差的陣列可能有±2ppm/℃的比率溫度系數，從而在0℃至70℃的范圍內產生190ppm的誤差。這相對于分立式0.1%電阻器的情況有了顯著改善。

如果還需要更高的精確度，就可以使用凌力爾特公司的新型精確匹配電阻器系列LT5400。該系列器件采用了周密的布局方法，以便4個薄膜電阻器中的每一個在幾何上都平衡，而且共有同一個中心點。LT5400采用小型的表貼封裝，具有±75V的工作電壓。每個封裝都包含了4個電阻器，并且提供了不同的標稱電阻值，R1/R2的比率分別為1、5和10，未來還將提供更多選項（表1）。封裝底部的一個大裸露焊盤為所有4個電阻器提供一致的熱條件，并且在功耗很大的情況下，該焊盤還可最大限度地減小器件內部的溫升。這種設計確保了所有4個電阻器都有相同的工作環境。LT5400在溫度變化時提供了優于0.01%的電阻至電阻匹配，1ppm/℃的匹配溫度漂移，以及在2000小時以后不到2ppm的長期穩定性誤差。因此，該器件在0℃至70℃的范圍內實現了100ppm的匹配誤差（表2）。它在甚至更寬的-50℃至150℃溫度范圍內仍能保持卓越的性能。LT5400隨時間變化時也非常穩定。它在2000小時內具有不到2ppm的變化。

表2：不同類型電阻器匹配誤差對比。