自动归零稳定斩波的运算放大器
斩波放大器的发明主要是用来满足对超低偏置和低漂移运算放大器的需求，这种放大器比当时的双极运算放大器优异。在当初的斩波放大器中，放大器的输入和输出为开关(或断续)式，输入讯号被调变，目的是补偿偏置误差，而在输出端则无调变。这种技术虽然解决了低失调电压和低漂移问题，但也存在其它约束。由于到放大器的输入被采样，输入讯号的频率必须低于斩波频率的一半，目的是为了防止混迭。除了频宽的约束外，斩波还引起许多较大的干扰，故需在输出端对这些纹波进行平滑滤波。
后来对斩波放大器进行改进，透过自校准形成了一种稳定斩波的运算放大器。这种架构中采用了两个放大器，即一个主放大器、一个零点放大器，如图1所示。零点放大器透过将输入短路到地并施加一个校准系数到其调零端来校正自己的偏置误差，然后来监视并校准主放大器的偏置。相对于老式斩波放大器，这种结构具有一个很大的优点，因为主放大器可以始终连接到IC的输入和输出。于是主放大器的频宽决定输入讯号的频宽。因此，输入频宽不再依赖斩波频率。但来自开关动作的电荷注入仍然是一个问题，将会引起瞬变并与输入讯号耦合，因而引起互调失真。
图1：简化的稳定式斩波功能架构图。
自动归零结构在概念上类似于分别具有一个调零放大器和一个主放大器的稳定斩波放大器。不过，相对于稳定斩波放大器，在降低噪声，电荷注入乃至其它性能方面，后来都取得了很大的改进。各制造商采用不同的术语来定义这种结构，如‘自动归零’，‘自校准调零’以及‘零漂移’等。无论术语上怎么叫，背后的基本概念都是一样的。
自动归零结构的优点
如上所述，自动归零结构不断对放大器的失调电压误差进行自校准。相对于传统的放大器，这造就了以下几个显著的优点。
低失调电压：由于调零放大器不断地消除其自身的失调电压，并随后对主放大器施加一个校正系数。校正的频率与实际设计有关，但通常每秒有几千次。例如，Microchip 的MCP6V01自动归零放大器，每隔100 μs对主放大器校准一次，或者说每秒10,000次。由于连续不断的校准，使得失调电压比传统运算放大器低许多。此外，校准偏移电压的过程中也对其他的直流指标进行了校准，例如电源抑制和共模抑制。因此，自动归零放大器还能实现比传统放大器更好的抑制性能。 低温度和时间漂移：所有放大器，无论采用什么制程技术和结构，其失调电压都会随温度和时间而变化。绝大多数运算放大器都采用V/℃来定义温度漂移。该漂移可能随着不同放大器而存在很大的差异，但对于传统的放大器，通常每度变化为几微伏到几十微伏。该温度漂移对于高精密度应用来说是一个严重的问题，与初始漂移误差不一样，该漂移无法利用一次性系统校准技术进行校准。
除了温度漂移外，放大器的失调电压还会随着时间而变化。对于传统的运算放大器，该时间漂移(有时称作为老化)通常在数据页中没有指明，不过随着组件的老化也会产生很大的误差。
由于对漂移电压进行连续不断的自校准，自动归零结构从本质上将温度漂移和时间漂移降到最小。于是，自动归零放大器可以实现比传统运算放大器高得多的漂移性能。例如， MCP6V01运算放大器的最大温度漂移仅有50 nV/℃。
无1/f噪声：1/f噪声，或闪烁噪声，是由于传导信道的不规则性以及晶体管内偏置电流的噪声所引起的低频现象。在高频段，1/f噪声可以忽略，因为来自其它噪声源的白噪声将开始处于主导地位。如果输入讯号接近直流，如来自应力计、压力传感器和热电偶的输出讯号，则此时该低频噪声则是一个很大的问题。
在采用自动归零放大器中，作为漂移校准的一部份，消除了1/f噪声。由于该噪声源呈现在输入端，且行动相对较慢，因此它表现为放大器漂移的一部份并被补偿掉。
低偏移电流：偏移电流乃流入放大器输入端并使输入晶体管产生偏移的电流。该电流的幅度变化范围从微安到微微安，且与放大器的输入电路密切相关。该参数在放大器的输入连接高阻传感器时非常重要。由于该偏移电流流入高阻，在阻抗上产生电压降，因而导致电压误差。对于这些应用，需要考虑低偏移电流。
事实上如今市场上的所有归零放大器的输入级采用的都是CMOS，因而偏移电流非常小。但是，来自内部开关的电流注入能够导致比传统的CMOS输入运算放大器略为高一点的偏移电流。
静态电流：对于电池供电的应用，静态电流是一个关键参数。由于调零放大器和其它电路需要支持自校准自动归零结构，对于特定的频宽和压摆率，自动归零放大器通常消耗的静态电流比传统放大器要大。但在增加该结构的效率方面得到了很大的改善。某些运算放大器，例如Microchip的MCP6V03，为了减少组件待机时的静态电流，提供一个片选或切断接脚。[next]
应用实例：可携式袖珍天平
上面指出了自动归零放大器有助于提高放大器性能的几个参数。这里将讨论使用应力计的应用实例，强调一下自动归零放大器的一些优点。
可携式天平是一个特殊的设备，用来秤量一些小物品，例如贵金属，珠宝以及药物。这些设备采用电池供电，通常需要的精密度高达十分之一克。因此，该应用需要高精密度、用于秤重应力计的低功率讯号调理。
在应力计中用电阻对外力引起的应力量进行量化。有几种不同类型的应力计，但最常见的是金属应力计。这类应力计由一根金属线或一片金属箔构成。当有力作用时，应力计的应力改变(或正或负)，因而导致应力计的电阻的变化。透过测量电阻的变化，来确定所加应力的量。通常，应力计的结构都是惠斯顿桥型，因为这种电路结构能够提供极高的灵敏度。由于电阻值的变化较小，故这种惠斯顿桥电路的总输出电压也比较小。例如，我们可以假设满量程输出为10mV。 图2是一个用于应用分析的简化电路。请注意，该电路并非用于完整的表征，而是被简化来显现自动归零结构的优点。例如，惠斯顿桥电路的输出应该被缓冲以提供高输入阻抗，但在简化电路中就没有绘出。在该电路中，放大器的差分增益为500，这样，来自惠斯顿桥的满量程输出将会使得放大器输出达到5V。
图2：利用自动归零放大器的应用简化电路图。
由于在该应用中需要高增益，放大器的偏移电压降变得至关重要。任何电压偏移都将被放大器的高增益放大。例如，MCP606是一个用来实现用于修正输入偏移电压的非挥发性内存的CMOS运算放大器，其室温下的最大偏移为250 μV。如果用在该应用中，其最大偏移误差将使得放大器输出的误差高达125mV，或者说满量程的2.5%。但如果使用MCP6V01自动归零放大器，其室温下最大偏移仅为2 μV。则放大器输出的最大误差仅为1mV，即只有满量程的0.02%。
如上所述，自动归零结构的另一个优点是其低时间漂移和温度漂移。例如，假定该可携式秤重天平的工作温度范围为0℃到50℃。MCP606的温度漂移为1.8 μV/℃。由温度变化所产生的误差可高达90 μV，再经过放大器增益的放大，在放大器输出中又将产生45mV的误差。而MCP6V01，最大的温度漂移仅为50 nV/℃。故其引起的放大器输出中的偏移误差仅为1.25 mV，该性能比MCP606放大器高30倍。
如上所述，1/f是低频应用的一个限制因素，例如这里所讨论的秤重天平。MCP606运算放大器的1/f噪声讯谱角频率一般为200Hz。在这点上1/f噪声开始占据主导地位，在1Hz以下，所导致的电压-噪声密度高达200 nV/Hz。而对于MCP6V01运算放大器，由于具有自动归零校正结构，就没有1/f噪声，因而在低频段保持恒定。对于秤重天平应用，由于负载单元输出是一个变化很慢的讯号，故此时1/f是一个非常关键的因素。
虽然如今的自动归零结构概念上可以回溯到早期的斩波放大器，但相对于早期的产品已经得到了极大的改进。老式的斩波放大器有许多能导致很大系统级设计问题的缺点。而新型的自动归零结构要好用得多，并提供好得多的性能。如上述的应用实例中，自动归零结构在这类高精密度的应用中可以提供比传统的运算放大器好得多的性能。
运算放大器工作原理与选择(附常用运放型号)
运算放大器工作原理与选择（附常用运放型号）
1．模拟运放的分类及特点
模拟运算放大器从诞生至今，已有40多年的历史了。最早的工艺是采用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺（后面称为标准硅工艺）。在结型场效应管技术成熟后，又进一步的加入了结型场效应管工艺。当MOS管技术成熟后，特别是CMOS技术成熟后，模拟运算放大器有了质的飞跃，一方面解决了低功耗的问题，另一方面通过混合模拟与数字电路技术，解决了直流小信号直接处理的难题。
经过多年的发展，模拟运算放大器技术已经很成熟，性能曰臻完善，品种极多。这使得初学者选用时不知如何是好。为了便于初学者选用，本文对集成模拟运算放大器采用工艺分类法和功能/性能分类分类法等两种分类方法，便于读者理解，可能与通常的分类方法有所不同。
1．1．根据制造工艺分类
根据制造工艺，目前在使用中的集成模拟运算放大器可以分为标准硅工艺运算放大器、在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器、在标准硅工艺中加入了MOS工艺的运算放大器。按照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模拟运算放大器性能的影响，快速掌握运放的特点。
标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗较高。这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管，它们是电流型器件，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特点，即使输入级采用多种技术改进，在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。为了顾及频率特性，中间增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB之间。标准硅工艺可以结合激光修正技术，使集成模拟运算放大器的精度大大提高，温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。通过变更标准硅工艺，可以设计出通用运放和高速运放。典型代表是LM324。
在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器主要是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为结型场效应管，大大提高运放的开环输入阻抗，顺带提高通用运放的转换速度，其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。典型开环输入阻抗在1000M欧姆数量级。典型代表是
运算放大器参数详解
运算放⼤器参数详解
运算放⼤器参数详解
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运算放⼤器（常简称为“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。
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”，此名称⼀直延续⾄今。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，如今绝⼤部分的运放是以单
⽚的形式存在。现今运放的种类繁多，⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。
历史
直流放⼤电路在⼯业技术领域中，特别是在⼀些测量仪器和⾃动化控制系统中应⽤⾮常⼴泛。如在⼀些⾃动控制系统中，⾸先
要把被控制的⾮电量（如温度、转速、压⼒、流量、照度等）⽤传感器转换为电信号，再与给定量⽐较，得到⼀个微弱的偏差
信号。因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不⾜以推动显⽰或者执⾏机构，所以需要把这个偏差信号放⼤到需要的程度，
再去推动执⾏机构或送到仪表中去显⽰，从⽽达到⾃动控制和测量的⽬的。因为被放⼤的信号多数变化⽐较缓慢的直流信号，
分析交流信号放⼤的放⼤器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放⼤。
能够有效地放⼤缓慢变化的直流信号的最常⽤的器件是运算放⼤器。运算放⼤器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘
除⽐例微分积分等）单元，是模拟电⼦计算机的基本组成部件，由真空电⼦管组成。⽬前所⽤的运算放⼤器，是把多个晶体管
组成的直接耦合的具有⾼放⼤倍数的电路，集成在⼀块微⼩的硅⽚上。
第⼀块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的µA741，在60年代后期⼴泛流⾏。直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦
⼯程系中讲解运放原理的典型教材。
原理
运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加
AD精密运算放大器
MT-054
精密运算放大器
siguLOV(f)ffAsig=. 等式1
Rev.0, 10/08, WK Page 1 of 4指南
精密运算放大器的特性本指南将详细考察精密信号调理应用中适用放大器的一些相关问题。尽管这些讨论把OP177运算放大器当作了精密双极性放大器的“金标准”，但一些新产品(比如轨到轨输出OP777、OP727以及OP747、OP1177、OP2177和OP4177)都以更小的封装提供不相上下的性能。市场上有开环增益大于100万的精密运算放大器，共模和电源抑制比也达到这一数量级。还有失调电压低于25 μV、失调漂移低于0.1 μV/°C的双电源运算放大器(如OP177)，然而，单电源精密双极性运算放大器有时还达不到这一性能水平。这是低功耗、低电压应用有时必须面对的权衡考量。但另一方面，现代斩波稳定(自稳零)运算放大器的失调和失调电压漂移无法与噪声区分开来，而且这些器件以单电源供电，同时提供轨到轨输入和输出。它们也有自己的问题，本节稍后部分将专门进行讨论。必须了解的是，直流开环增益、失调电压、电源抑制(PSR)和共模抑制(CMR)并非选择精密放大器时的唯一考虑因素。放大器的交流性能也很重要，即使在“低”频下也是如此。开环增益、PSR和CMR都具有相对较低的转折频率，因此，可能视为“低”频的频率实际上可能超过这些转折频率，从而使误差超出仅仅依靠直流参数预测的值。例如，如果一个放大器的直流开环增益为1000万，单位增益交越频率为1 MHz，则其对应的转折频率为0.1 Hz！因此，我们必须在实际信号频率下考虑开环增益。单极点单位增益交越频率fu、信号频率fsig以及开环增益AVOL(fsig)(在信号频率下测得)之间的关系可表示为：在上例中，100 kHz下的开环增益为10，10 kHz下则为100000。请注意，恒定增益-带宽积概念只适用于VFB运算放大器。并不适用于CFB运算放大器，但很少用在精密应用中。目标频率下开环增益的损失可能带来失真，尤其是在音频频率下。因此，线路频率或谐波下的CMR或PSR损失也可能导致误差。MT-054
集成运算放大器的分类和组成
《集成运算放大器的分类和组成》
摘 要： 集成运算放大器简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、集成化了的直接耦合多级放大器。它在自动控制、测量设备、计算技术和电信等几乎一切电子技术领域中获得了日益广泛的应用。
关键词： 集成运算放大器 封装样式 使用注意事项
一、集成运算放大器的分类
集成运算放大器可以按照人们的不同需求进行多种划分，具体有以下几种类别。
1.按照集成运算放大器的参数分类
（1）通用型运算放大器
通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大、面广，其性能指标适合一般性的使用。如mA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
（2）高阻型运算放大器
这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid>（109～1012）W，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
（3）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，总希望运算放大器的失调电压较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。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
（4）高速型运算放大器 在快速A/D和D/A转换器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不适合高速应用的场合的。高速型运算放大器的主要特点是具有高转换速率和宽频率响应。常见的运放有LM318、mA715等，其SR=50～70V/ms，BWG>20MHz。
高精度放大器应用技巧
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８９７２．２０１０．２１．０６７ 高精度放大器应用技巧 王振红齐林北方工业大学 甍 ０ 警 ０囊≤ 拣 高精度放大器在电子领域应用非常广泛， 了解掌握其性能可以在研究应用过程中做 到事半功倍 主要是应用技巧、经验。 蔑０蠢 曩０ ０ ≮０ 高精度；失调电压；温漂；干扰 在低频微弱信号的测量中，常常需 要放大几毫伏级的电信号。这时，普通 的运算放大器已无法使用了，因为它们 的输入失调电压一般在数百微伏以上， 而失调电压的温度系数在几点几微伏以 上。固然输入失调电压可以被调零，但 其漂移则是难以消除的。现在市场已有Ｉ 了解决微信号放大问题的高精度放大器。 高精度放大器可用于量测仪器、控 制系统、自动测试设备等。也应用在医 疗领域的超声波、气体分析、血压计、Ｉ 诊断器、医疗影像系统等，此外汽车中 的引擎管理、传动系统管理，或实验室 内的测温计等，都需要运用上高精度的 运算放大器。 德州仪器公司生产的斩波稳零型运算 放大器提供了一种解决微信号放大问题的 廉价方案。ＴＬＣ２６５２和ＴＬＣ２６５２Ａ是德 州仪器公司使用先进的ＬｉｎＣＭＯＳ工艺生 产的高精度斩波稳零运算放大器。斩波 稳零的工作方式使ＴＬＣ２６５２具有优异的直｛ 流特性，失调电压及其漂移、共模电｛ 压、电源电压变化等对运算放大器的影 响被降低到了最小，但低频噪声比其他！ 高精度放大器大点，ＴＬＣ２６５２非常适合 用于微信号的放大。 一高精度放大器ＯＰ０７ ｆ １．失调电压测试电路 失调电压测试电路如图１．１所示。 Ｖ０ｓ＝Ｖ０／４０００＝８６ｍＶ／４０００＝２２ｕＶ ２００ｋＱ ．１２Ｖ 图１．１失调电压测试电路 ２．输入噪声电压测试电路 输入噪声电压测试电路如图１．２所 示。 ｅｐｐ＝Ｖｏ／２５０００＝８ｍＶ／２５０００ ０・３２ｕＶ ２ ５Ｍ ｒ＿＿—＿［＝＝卜］ ・ＩＺＶ 图１。２输入噪声电压测试电路 ３．调零电路 为了提高放大器输出精度要加调零电 路。 调零电路如图１．３所示。 －Ｉ２Ｖ 图１．３调零电路 ４．绝对值电路 绝对值电路如图１．４所示。５００Ｈｚ以 下可以加正弦、方波输入信号。输入直流 信号时加调零电位器输出更加准确。 ｌ０ｋＯ 圈１．ｔ绝对值电路 ５．高稳定热电偶放大器 高稳定热电偶放大器如图１．５所示。 １４３ －－－鲁（ ） 热电偶 岂 鼍 热电偶 图ｌ ５高稳定热电偶放大器 二高精度放大器ＯＰ１ ７７ １．０Ｐ１７７电容负载 ＯＰ１７７电容负载如图１．６所示。电容 负载Ｃ＝２ｕＦ以下，输入方波信号ｌｋＨｚ、 ｌ０ｍＶ放大倍数１０输出不失真。主要因为 ｌｏ０（ 电阻形成闭环反馈，使输出阻抗减 少，所以能带容性负载。 Ⅵ 图１ ６ ０Ｐ１７７电容负载 ２．高放大倍数差动放大 高放大倍数差动放大如图１．７所示。 输入差模信号３０ｍＶ、ｌｋＨｚ，放大１０００倍， 但不同频率放大倍数有差异。
几种常用集成运算放大器的性能参数
几种常用集成运算放大器的性能参数
1．通用型运算放大器
A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。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。例
2．高阻型运算放大器
，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012）
3．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。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型运算放大器
s，BWG＞20MHz。A715等，其SR=50~70V/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，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。常见的运放有LM318、
5．低功耗型运算放大器
W，可采用单节电池供电。A。目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10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。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等，其工作电压为±2V~±18V，消耗电流为50~250
运算放大器 参数详解
运算放大器 参数详解
技术 2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：大中小 订阅
运算放大器（常简称为“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。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”，此名称一直延续至今。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，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。
历史
直流放大电路在工业技术领域中，特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。如在一些自动控制系统中，首先要把被控制的非电量（如温度、转速、压力、流量、照度等）用传感器转换为电信号，再与给定量比较，得到一个微弱的偏差信号。因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构，所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度，再去推动执行机构或送到仪表中去显示，从而达到自动控制和测量的目的。因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号，分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放大。能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除比例微分积分等）单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。目前所用的运算放大器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路，集成在一块微小的硅片上。
第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μA741，在60年代后期广泛流行。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
原理
运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：
几种常用集成运算放大器的性能参数 2
几种常用集成运算放大器的性能参数
1．通用型运算放大器
A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356
都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。通用型运算放大器就是以通用
为目的而设计的。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。例
2．高阻型运算放大器
，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用
场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流
低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、
LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。这类集成运算放大器
的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012）
3．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。目前常用的高精度、低温漂运算
放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型运算放大器
s，BWG＞20MHz。A715等，其SR=50~70V/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，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。常见的运放有LM318、
5．低功耗型运算放大器
W，可采用单节电池供电。A。目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为
1.5V，功耗为10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。常用
lm358集成运算放大电路内部电路
LM358集成运算放大电路内部电路
一、LM358集成运算放大电路的概述
LM358是一款双运放集成电路，广泛应用于模拟电路中。它包含两个独立的运算放大器，能够在单电源供电的情况下工作。LM358具有低功耗、较高的共模抑制比以及较高的带宽等特点，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。
二、LM358集成运算放大电路的内部结构
LM358的内部结构主要包括输入级、差动放大器级、输出级以及复位电路等部分。以下是LM358内部电路的详细分析：
1. 输入级
LM358的输入级采用差分放大器结构。它由输入级晶体管、偏置电阻、调零电阻和调整偏置电源等组成。输入级的主要作用是将输入信号进行放大，并提供给差动放大器级进一步处理。
2. 差动放大器级
差动放大器级是LM358内部的核心部分，它主要由两个输入级晶体管、两个晶体管负载、差动放大器晶体管以及输出电阻等组成。差动放大器级的主要作用是对输入信号进行放大和处理，产生差动信号，并通过负反馈作用于输出级。
3. 输出级 LM358的输出级主要由输出级晶体管、输出电阻和复位电路等组成。输出级的主要作用是接收差动信号并进行进一步放大，最终输出给外部负载。
4. 复位电路
LM358内部还包含复位电路，主要用于对运算放大器的输出进行复位，以确保运算放大器在启动和关闭时的稳定性。
三、LM358集成运算放大电路的工作原理
LM358集成运算放大电路的工作原理可以概括为：通过输入级将输入信号进行放大，经过差动放大器级产生差动信号，然后经过输出级进行进一步放大，并最终输出给外部负载。在整个工作过程中，LM358通过负反馈控制输出，使得输出电压与输入电压间保持特定的关系，从而实现运算放大器的放大功能。
四、LM358集成运算放大电路的应用
LM358集成运算放大电路广泛应用于各种模拟电路中，常见的应用包括信号放大、滤波、比较、矩阵运算、PID控制等。由于LM358具有双运放结构，因此还可以应用于一些需要两路运算放大器的电路设计中。
零点漂移
应用工程师答问—39
零漂移运算放大器
作者：Reza Moghimi
什么是零漂移放大器？
零漂移放大器可动态校正其失调电压并重整其噪声密度。自
稳零型和斩波型是两种常用类型，可实现 nV 级失调电压和极
低的失调电压时间/温度漂移。放大器的 1/f 噪声也视为直流误
差，也可一并消除。零漂移放大器为设计师提供了很多好处：
首先，温漂和 1/f 噪声在系统中始终起着干扰作用，很难以其
它方式消除，其次，相对于标准的放大器，零漂移放大器具有
较高的开环增益、电源抑制比和共模抑制比，另外，在相同的
配置下，其总输出误差低于采用标准精密放大器的输出误差。
零漂移放大器适合哪些应用？
零漂移放大器适用于预期设计寿命 10 年以上的系统，以及使
用高闭环增益 (>100) 和低频 (<100 Hz)、低幅度信号的信号
链。应用示例包括精密电子秤、医疗仪器、精密计量设备和红
外/电桥/热电堆传感器接口。
自稳零型放大器的工作原理
自稳零型放大器，如 AD8538、AD8638、AD8551 和 AD8571
系列，通常分两个时钟阶段校正输入失调。在时钟阶段A中，
开关 φA 闭合，开关 φB 断开，如图 1 所示。指零放大器的失
调电压经过测量后，储存在电容 CM1 上。AVOS+MAINVOUT
CM2
CM1AVOS+
NULLINGVOAVNBB
VNABB
AAVINVIN
图 1. 自稳零型放大器的阶段 A：零点校准阶段
在时钟阶段 B 中，开关 φB 闭合，开关 φA 断开，如图 2 所
示。主放大器的失调电压经过测量后，储存在电容 CM2 上，同
时，储存在电容 CM1 中的电压调节指零放大器的失调。进而，
在处理输入信号时将总失调电压施加到主放大器上。AVOSB+MAINVOUT
CM
CMAVOSA+
NULLINGVOVNB
VNBB
A
AVIN+VIN
图 2. 自稳零型放大器的阶段 B：自稳零阶段采样保持功能会将自稳零型放大器变为采样数据系统，使其容