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[导读]运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。

放大器" target="_blank">运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。由于早期应用于模拟计算机中用以实现数学运算,因而得名“运算放大器”。 

 由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中。运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路,其输入级是差分放大电路,具有高输入电阻和抑制零点漂移能力;中间级主要进行电压放大,具有高电压放大倍数,一般由共射极放大电路构成;输出极与负载相连,具有带载能力强、低输出电阻特点。运算放大器的应用非常广泛。

集成运算放大器的电路可分为输入级、中间级、输出级和偏置电路四个基本组成部分(图1)

输入级是提高运算放大器质量的关键部分,要求其输入电阻高,能减小零点漂移和抑制干扰信号。输入级都采用差分放大电路,它有同相和反相两个输入端。

中间级主要进行电压放大,要求它的电压放大倍数高,一般由共发射极放大电路构成。

输出级与负载相连,要求其输出电阻低,带负载能力强,能输出足够大的电压和电流,一般由互补对称电路或射极输出器构成。

偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流,决定各级的静态工作点,一般由各种恒流源电路构成。

按照运算放大器的参数分类,可分为如下10类:

1.通用型集成运算放大器

通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中,可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型属低增益运算放大器, Ⅱ型属中增益运算放大器,Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品,其输入失调电压在2mV 左右,开环增益一般大于80dB 。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。

2. 高精度集成运算放大器

高精度集成运算放大器是指那些失调电压小,温度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏,温度漂移小到几十微伏每摄氏度。

3 高速型集成运算放大器

在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高,有的可达2 - 3kV/μs。单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。

4 高输入阻抗集成运算放大器

高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大,输入电流非常小。这类运算放大器的输入级往往采用MOS 管。

5. 低功耗集成运算放大器

低功耗集成运算放大器工作日才的电流非常小,电源电压也很低,整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。

6 宽频带集成运算放大器

宽频带集成运算放大器的频带很宽,其单位增益带宽可达千兆赫以上,往往用于宽频带放大电路中。

7. 高压型集成运算放大器

运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。一般集成运算放大器的供电电压在15V 以下,而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。

8. 功率型集成运算放大器

功率型集成运算放大器的输出级,可向负载提供比较大的功率输出。

9. 低温漂型运算放大器

在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。

10. 可编程控制运算放大器

在仪器仪表得使用过程中都会涉及到量程的问题。为了得到固定电压输出,就必须改变运算放大器的放大倍数。

集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合放大器,具有高增益、高可靠性、低成本、小尺寸等特点。接下来简单介绍集成运算放大器的常用参数及主要分类。

集成运算放大器的常用参数

1.开环差模电压放大倍数;2.输入失调电压;3.单位增益带宽;4.转换速率;5.输出电压和电流;6.静态功耗;7.输入失调电压温度系数;8.输入偏置电流;9.输入失调电流;10.共模抑制比。

集成运算放大器的主要分类

1.按集成运算放大器的参数可以分类为通用型集成算放大器、高阻型集成运算放大器、低温漂型集成运算放大器、高速型集成运算放大器、低功耗型集成运算放大器、高压大功率型集成运算放大器。

2.按外型的封装样式可以分类为扁平式(即SSOP)集成运算放大器、单列直插式(即SIP)集成运算放大器、双列直插式(即DIP)集成运算放大器

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