通用集成运算放大器COMP
通用集成运算放大器测试方法
通用集成运算放大器电路测试方法作者：李雷一、器件介绍集成运算放大器（简称运放）是模拟集成电路中较大的一个系列，也是各种电子系统中不可缺少的基本功能电路，它广泛的应用于各种电子整机和组合电路之中。
本文主要介绍通用运算放大器的测试原理和实用测试方法。
1．运算放大器的分类从不同的角度，运算放大器可以分为多类：1．从单片集成规模上可分为：单运放（如：OP07A）、双运放(AD712)、四运放(LM124)。
2．从输出幅度及功率上可分为：普通运放、大功率运放(LM12)、高压运放（OPA445）。
3．从输入形式上可分为：普通运放、高输入阻抗运放(AD515、LF353)。
4．从电参数上可分为：普通运放、高精密运放（例如：OP37A）、高速运放(AD847)等。
5．从工作原理上可分为：电压反馈型运放、电流反馈型运放（AD811）、跨倒运放(CA3180)等。
6．从应用场合上可分为：通用运放、仪表运放（INA128）、音频运放(LM386)、视频运放(AD845)、隔离运放（BB3656）等。
2．通用运放的典型测试原理图（INTERSIL公司）二、电参数的测试方法以及注意事项一般来说集成运算放大器的电参数分为两类：直流参数和交流参数。
直流参数主要包括：失调电压、偏置电流、失调电流、失调电压调节范围、输出幅度、大信号电压增益、电源电压抑制比、共模抑制比、共模输入范围、电源电流十项。
交流参数主要包括：大信号压摆率、小信号过冲、单位增益带宽、建立时间、上升时间、下降时间六项。
而其中电源电流、偏置电流、失调电流、失调电压、输出幅度、开环增益、电源电压抑制比、共模抑制比、大信号压摆率、单位增益带宽这十项参数反映了运算放大器的精度、速度、放大能力等重要指标，故作为考核运放器件性能的关键参数。
通常运算放大器电参数的测试分为两种方法：一种是单管测试法，另一种是带辅助放大器的测试方法。
尽管单管测试法外围线路较为简单，但由于不同运放各项电参数差异很大，不利于计算机测试系统实现自动测试，故在生产测试中较少采用（有兴趣的人员可参考北京市半导体器件研究所李铭章教授编写的《运算放大器电参数测试方法》）。
通用型集成运放一般由几部分电路组成
习 题3.1 通用型集成运放一般由几部分电路组成，每一部分常采用哪种基本电路？通常对每一部分性能的要求分别是什么？解：通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。
通常，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级为互补电路，偏置电路为电流源电路。
对输入级的要求：输入电阻大，温漂小，放大倍数尽可能大。
对中间级的要求：放大倍数大，一切措施几乎都是为了增大放大倍数。
对输出级的要求：带负载能力强，最大不失真输出电压尽可能大。
对偏置电路的要求：提供的静态电流稳定。
3.2 已知一个集成运放的开环差模增益A o d 为100dB ，最大输出电压峰-峰值U o p p ＝±14V ，分别计算差模输入电压u I （即u P －u N ）为10μV 、100μV 、1mV 、1V 和－10μV 、－100μV 、－1mV 、－1V 时的输出电压u O 。
解：根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数5od od 10dB 100lg 20==A A当集成运放工作在线性区时，输出电压u O ＝A o d u I ；当A o d u I 超过±14V 时，u O 不是＋14V ，就是－14V 。
故u I （即u P －u N ）为10μV 、100μV 、1mV 、1V 和－10μV 、－100μV 、－1mV 、－1V 时，u O 分别为1V 、10V 、14V 、14V 、－1V 、－10V 、－14V 、－14V 。
3.3 已知几个集成运放的参数如表P3.3所示，试分别说明它们各属于哪种类型的运放。
表P3.3解：A 1为通用型运放，A 2为高精度型运放，A 3为高阻型运放，A 4为高速型运放。
3.4 多路电流源电路如图P4.4所示，已知所有晶体管的特性均相同，U B E 均为0.7V 。
试求I C 1、I C 2各为多少。
图P 3.4解：因为T 1、T 2、T 3的特性均相同，且U B E 均相同，所以它们的基极、集电极电流均相等，设集电极电流为I C 。
集成运放
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运算放大器基础
符号
V+ ：同相输入端（non-inverting input） 同相输入端（noninput） V− ：反相输入端（inverting input） 反相输入端（ input） Vout : 输出端（output） 输出端（output） VS+ : 正电源端（亦可能以VDD、VCC或VCC+ 表示） 正电源端（ 表示） VS− : 负电源端（亦可能以VSS、VEE或VCC− 表示） 负电源端（ CC− 表示）
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运算放大器基础
开环组态
当一个理想运算放大器采用 开环的方式工作时， 开环的方式工作时，其输出与输 入电压的关系式如下： 入电压的关系式如下：
Vout = Ad (V+ − V− )
开环组态的运算放大 器可作为比较器使用
其中， 代表运算放大器的开环差动增益（ 其中，Ad代表运算放大器的开环差动增益（open-loop differential gain）。 ）。 由于运算放大器的开环增益非常高， 由于运算放大器的开环增益非常高，因此就算输入端的差动 信号很小，仍然会让输出信号“饱和” ），导致非线 信号很小，仍然会让输出信号“饱和”（saturation），导致非线 ）， 性的失真出现。 性的失真出现。因此运算放大器很少以开环组态出现在电路系统 少数的例外是用运算放大器做比较器 比较器（ ），比较 中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较 ）， 器的输出通常为逻辑电平的“ 与 器的输出通常为逻辑电平的“0”与“1”。 。
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电子技术16章集成运算放大器
运放的输入级通常采用差分放 大电路，其输入阻抗非常高， 可以等效为无穷大。这样，信 号源内阻对信号的影响很小， 有利于减小误差和提高电路的 稳定性。
运放内部电路设计经过优化， 具有较低的噪声和失真，能够 实现高保真度的信号放大。
在一定的输入范围内，运放的 输出信号与输入信号呈线性关 系，使得运放成为线性模拟电 路的基本元件之一。
电流传输特性
差分放大电路的电流传输特性是 指输出电流与输入电流之间的关 系，通常用短路电流增益来表示 。
集成运算放大器的传输特性
开环传输特性
集成运算放大器的开环传输特性是指 在没有负反馈的情况下，输出信号与 输入信号之间的关系。
闭环传输特性
集成运算放大器的闭环传输特性是指 存在负反馈的情况下，输出信号与输 入信号之间的关系。
详细描述
开环电压增益反映了集成运算放大器对微弱信号的放大能力，其值越大，表示放大器的放大能力越强。在实际应 用中，集成运算放大器的开环电压增益通常在100分贝以上。
输入电阻和输出电阻
总结词
输入电阻和输出电阻是衡量集成运算放大器对信号的传输能力和负载驱动能力的指标。
详细描述
输入电阻表示集成运算放大器对信号源的负载能力，其值越大，对信号源的影响越小。输出电阻表示 集成运算放大器带负载的能力，其值越小，带负载能力越强。在实际应用中，输入电阻通常在兆欧级 别，而输出电阻在几百千欧左右。
输出信号失真
总结词
输出信号失真可能是由于输入信号失真、反馈电路参数不匹配或电路元件参数不匹配等 原因引起的。
详细描述
当输出信号失真时，应检查输入信号是否失真，同时调整反馈电路的参数使其与电路元 件匹配，以确保输出信号的保真度。
集成运算放大器发热严重
集成运算放大器全篇
习题判16
七、 微分器
iF R
i1 C ui
R2
– +
+
u–= u+= 0
uo
若输入： ui sin t
ui
则：uo RC cost RC sin(t 90 ) 0 uo
0
iF
uo R
i1
C
dui dt
i1 iF
uo
RC
dui dt
t t 习题判19
微分是积分的逆运算。因此，只要将积分运算电路 中R和C的位置互换，就能形成微分器基本电路。如果 说，积分电路能够延缓信号的传输，那么微分电路则能 加快信号的传输过程，微分器又称D调节器。
(2)无调零引出端的运放调零。有些运放是不设调零引出端 的，特别是四运放或双运放等因引脚有限，一般都省掉调零端。 用作电压比较器的运放，无需调零；用作弱信号处理的线性电 路，需要通过一个附加电路，引入一个补偿电压，抵消失调参 数的影响，几种附加的调零电路如图1-14所示。 调零电路的接人对信号的传输关系应无影响，故图l-14a和图l14b加入了限流电阻R3，R3的阻值要求比R1大数十倍，若R1 =10 kΩ， R3可取200 kΩ。图l-14c和图l-14d为不用调零电源 (+U和-U)的调零电路，通过调节电位器RP，可以改变输入偏置 电流的大小，以调整电消振措施 1)区分内外补偿。从产品手册或产品说明书上可查到补偿方法， 如F007型运放往往把消振用的RC元件制作在运放内部。大部分 没有外接相位补偿（校正）端子的运放，均列出补偿用RC元件 的参考数值，按厂家提供的参数，一般均能消除自激。 2)补偿电容与带宽的关系。有时按厂家提供的RC参数不能完全 消除自激。此时若加大补偿电容的容量，可以消除自激。对于 交流放大器，则必须注意补偿元件对频带的影响，不应取过大 的电容值，要选取适当的电容值，使之既能消除振荡，又能保 持一定的频带宽度。此外，对应不同的闭环增益，所需的补偿 电容和补偿电阻也不同。在选取补偿元件时，可以按以下原则 掌握：在消除自激的前提下，尽可能使用容量小的补偿电容和 阻值大的补偿电阻。
集成运放的分类及应用
集成运放的分类及应用集成运放（Operational Amplifier, OP-AMP）是一种基本的电子元件，具有非常广泛的应用。
根据性能特点和应用功能的不同，可以将集成运放分为以下几类。
1. 低噪声运放：低噪声运放在信号处理、放大和传输等领域中应用广泛。
这些运放通常具有非常低的输入等效噪声、电压噪声和电流噪声，能够保持信号的高精确度。
它们常用于音频放大器、传感器信号放大、音频电平计等高要求的应用上。
2. 高速运放：高速运放具有快速的频率响应和瞬态响应，可以实现高速信号处理。
这些运放主要应用于高速数据转换、通信、视频处理、宽带放大器等领域。
高速运放还常用于模拟环路控制系统、高速采样和保持电路等。
3. 低功耗运放：低功耗运放适用于需要长时间使用，对电源的耗电量要求较低的应用。
它们通常具有低功耗和低供电电压，能够降低系统的能耗。
这种运放广泛应用于便携式设备、传感器网络、能量收集系统等。
4. 高精度运放：高精度运放能够实现精确的信号测量和放大，具有高精度的增益、低偏移电压、低温漂移等特点。
这些运放适用于精密测量、自动控制、医疗仪器等需要高精度信号处理的应用。
5. 低电压运放：低电压运放适用于低电压供电系统，能够在低电源电压下正常工作。
这些运放通常具有低电源电压、低功耗和低电流功耗等特点。
它们广泛应用于便携式设备、电池供电系统、太阳能电池等。
6. 特殊功能运放：这类运放具有特殊的性能或功能，用于特定的应用。
例如，差分放大器用于抑制共模噪声，比较器用于信号比较和触发，自耦变压器用于隔离输入和输出信号等。
这些特殊功能运放能够满足特定应用的需求。
集成运放广泛应用于各种电路和系统中，包括：- 信号放大和处理：可以将微弱的传感器信号放大到合适的范围，如温度传感器、压力传感器等。
- 运算放大器：可以实现加法、减法、乘法、积分、微分等运算，用于信号处理、滤波和控制电路等。
- 比较器：用于信号比较和触发，常用于开关控制、触发器电路、模拟开关等。
什么是集成运算放大器 如何正确使用
什么是集成运算放大器如何正确使用集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier)简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。
自从1964年美国仙童公司研制出第一个单片集成运算放大器μA702以来，集成运算放大器得到了广泛的应用，它已成为线性集成电路中品种和数量最多的一类。
国标统一命名法规定，集成运算放大器各个品种的型号有字母和阿拉伯数字两大部分组成。
字母在首部，统一采用CF两个字母，C表示国标，F表示线性放大器，其后的数字表示集成运算放大器的类型。
它的增益高(可达60~180dB)，输入电阻大(几十千欧至百万兆欧)，输出电阻低(几十欧)，共模抑制比高(60~170dB)，失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出。
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成，这种硅片是集成电路的基片。
基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。
运算放大器除具有+、-输入端和输出端外，还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。
它的闭环放大倍数取决于外接反馈电阻，这给使用带来很大方便[1] 。
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，主要由输入、中间、输出三部分组成。
输入部分是差动放大电路，有同相和反相两个输入端;前者的电压变化和输出端的电压变化方向一致，后者则相反。
中间部分提供高电压放大倍数，经输出部分传到负载。
它的引出端子和功能如图所示。
其中调零端外接电位器，用来调节使输入端对地电压为零(或某一预定值)时，输出端对地电压也为零(或另一个预定值)。
补偿端外接电容器或阻容电路，以防止工作时产生自激振荡(有些集成运算放大器不需要调零或补偿)。
供电电源通常接成对地为正或对地为负的形式，而以地作为输入、输出和电源的公共端。
集成运算放大器及其应用【精选文档】
第5章集成运算放大器及其应用在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上,构成具有特定功能的电子电路,称为集成电路。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点,同时成本低，便于大规模生产,因此其发展速度极为惊人。
目前集成电路的应用几乎遍及所有产业的各种产品中.在军事设备、工业设备、通信设备、计算机和家用电器等中都采用了集成电路.集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。
模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模/数和数/模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。
在模拟集成电路中，集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种，也是其他各类模拟集成电路应用的基础，因此这里首先给予介绍。
5。
1 集成电路与运算放大器简介5.1.1 集成运算放大器概述集成运放是模拟集成电路中应用最为广泛的一种，它实际上是一种高增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大器。
之所以被称为运算放大器，是因为该器件最初主要用于模拟计算机中实现数值运算的缘故。
实际上，目前集成运放的应用早已远远超出了模拟运算的范围，但仍沿用了运算放大器（简称运放）的名称。
集成运放的发展十分迅速。
通用型产品经历了四代更替，各项技术指标不断改进.同时，发展了适应特殊需要的各种专用型集成运放.第一代集成运放以μA709(我国的FC3）为代表，特点是采用了微电流的恒流源、共模负反馈等电路，它的性能指标比一般的分立元件要提高。
主要缺点是内部缺乏过电流保护，输出短路容易损坏。
第二代集成运放以二十世纪六十年代的μA741型高增益运放为代表,它的特点是普遍采用了有源负载,因而在不增加放大级的情况下可获得很高的开环增益。
电路中还有过流保护措施。
但是输入失调参数和共模抑制比指标不理想。
第三代集成运放代以二十世纪七十年代的AD508为代表，其特点使输入级采用了“超β管”，且工作电流很低.从而使输入失调电流和温漂等项参数值大大下降。
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CF715
IN+ 5
V- 6 NC 7
NC 6
NC 7
高精度集成运算放大器
CEXTB 1 CEXTA 2 NC 3 IN- 4 IN+ 5 NC 6 V- 7
143; OUT OA2 8 7 6 5
13 CP(EXT)
CF7650
12 CP0 11 V+ 10 OUT
9 CLA
8 C RETN
CF4250
1 2 3 4
OA2 V+ OUT COMP 8 7 6 5
OA1 IN- IN+ V-
CF725
1 2 3 4 OA1 IN- IN+ V-
集成电压比较器
类 别 通用型 低功耗低失调 高速型 CMOS型 品种代号
LM311 CJ0339 CJ0710 MC14574
LM311
7 6 5
CJ0339
高速型集成电压比较器
CMOS型集成电压比较器
1OUT 1 1IN- 2 1IN + 3 V+ 4 2IN+ 5 2IN- 6 2OUT 7 ISET1、2 8
16 40UT 15 4IN+ 14 4IN-
NC GND IN+ INNC VNC
1 2 3 4 5
14 13 12 11 10 9
通用型集成电压比较器
低功耗低失调集成电压比较器
2OUT 1
14 3OUT 13 4OUT 12 GND 11 4IN+ 10 4IN9 3IN + 8 3IN-
GND IN+
1 2 3 4
8
V+ OUT OA2 OA1
1OUT 2
V+ 3 1IN- 4 1IN+ 5 2IN- 6 2IN+ 7
INV-
14 4OUT 13 4IN12 4IN +
2OUT 2IN+ V+ 2IN8 7 6 5
OA2 V+ OUT NC 8 7 6 5
CF324
11 V10 3IN + 9 3IN8 3OUT
CF358
1 2 3 4
OP07
1 2 3 4 OA1 IN- IN+ V-
2IN + 5
2IN- 6 2OUT 7
高压集成运算放大器
高速集成运算放大器
COMP4 1
14 COMP3 13 V + 12 COMP2 11 OUT 10 V9 NC 8 NC
NC 1 NC 2 OA1 3 IN- 4
14 NC 13 NC 12 NC
COMP1 2
CAS 3 IN- 4 IN + 5
CF143
11 V+
10 OA2 9 OUT 8 NC
LM386
DG810
音频功率放大器
LM380极限电参数
旁路 同相输入 散
1 14 VCC 13 NC
参
数
额定值
2
3 4 5
电源电压（V）
22
1.3
12
热
片 反相输入 GND
LM380
11 10
散 电源电流峰值（A） 热 功耗（W） 片
10
±0.5 0～+70
6
7
9 NC
输入电压（V） 工作温度（℃）
2OUT 7
OA1 IN- IN+ V-
宽带集成运算放大器
低功耗集成运算放大器 COMP2 V+ OUT BI 8 7 6 5
COMP2 V+ OUT COMP3/ OA2 8 7 6 5
CF318
1 2 3 4
CF253
1 2 3 4 COMP1 IN- IN+ V-
COMP1/ OA1 IN- IN+ V-
1OUT 1IN+ 1INV-
高阻型集成运算放大器
ST V+ OUT OA2 8 7 6 5
1OUT 1 1IN- 2 1IN+ 3 V+ 4 2IN + 5
14 4OUT
13 4IN12 4IN + 11 V10 3IN + 9 3IN8 3OUT
CF3130
1 2 3 4
CF347
2IN- 6
增益 旁路 VCC OUT
ININ + GND
LM386
7 6 5
0.1F
电压放大倍数为200功率放大电路
典型应用电路
vI
10k
2
4
1 10k
5F
0.1F
电压放大倍数为50功率放大电路
具有低音提升的功率放大电路
0.033F
1.2k 6 1 8 3 10k 220pF + + LM380 5 2 10 4 7
NC NC NC V+ NC OUT NC
CJ0710
MC14574
13 GND
12 3IN+ 11
6
7
3IN-
8
10 3OUT
9 ISET3、4
集成稳压器
类 别 品种代号
固定输出电压
可调输出电压 基准电压源
78系列 79系列 78L系列 79L系列 W317 W337
SW399
集成稳压器
78L 78 79
集成运算放大器
类 别 通用型 品种代号
CF101 CF709 CF324 CF3130 CF318
CF702 CF741 CF748 CF358 CF347 OP07
高阻型 宽带 低功耗
高速
高压 程控 高精度
CF253 CF715 CF143 CF4250
CF7650 CF725
通用集成运算放大器（1）
79L
输地输 入端出 端 端
地输输 端入出 端端
输地 输 入端 出 端 端
输输地 出入端 端端
集成稳压器
1 W317 W317 H 2 调输输 整出入 端端端 调输输 整入出 端端端 SW399顶视图 3
4
1，2脚是基准部分 3，4脚是恒温器部分
集成功率放大器
类 别 品种代号
音频功率放大器
LM380
NC V+ OUT OA2 8 7 6 5
COMP2 V+ OUT OA2 8 7 6 5
CF709
1 2 3 4 COMP1IN- IN+ V1
CF741
2 3 4
CF748
1 2 3 4 OA1/COMP1IN- IN+ V-
OA1 IN- IN+ V-
通用集成运算放大器（3）
1OUT 1 1IN- 2 1IN+ 3 V+ 4
COMP2 V+ OUT OA2 8 7 6 5
OUT COMP1 V+ COMP2 8 7 6 5
CF101
1 2 3 4
CF702
1 2 3 4 COMP1 IN- IN+ V-
COMP1/ OA1 IN- IN+ V-
通用集成运算放大器（2）
COMP3 V+ OUT COMP2 8 7 6 5
8 输出
储存温度（℃）
－65～+150
典型应用电路
电唱机放大器 +18V 0.05F 25k 75 2 6 10k 音调 0.1F 14 + LM380 7 1 8 500pF 2.7
典型应用电路 音频功率放大器
vI
10k
增益
1 2 3 4 8
+VCC 10F 3
2 6 1 + LM386 4 8 5 220pF + 10