运算放大器分类、作用及运放的选型
运放分类及选型

运放分类及选型对于较大音频、视频等交流信号,选SR (转换速率)大的运放比较合适。
对于处理微弱的直流信号的电路,选用精度比较高的运放比较合适(即失调电流,失调电压及温漂均比较小)运算放大器大体上可以分为如下几类:1、 通用型运放2、 高阻型运放3、 低温漂型运放4、 高速型运放5、 低功耗型运放6、 高压大功率型运放1、 通用型运放其性能指标能适合于一般性(低频以及信号变化缓慢)使用,例如741A μ,LM358(双运放),LM324及场效应管为输入级的LF356.2、 高阻型运放这类运放的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管的高输入阻抗的特点,但这类运放的输入失调电压较大。
这类运放有LF356、LF355、LF347、CA3130、CA3140等3、 低温漂型运放在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,希望运放的失调电压要小,且不随温度的变化而变化。
低温漂型运放就是为此设计的。
目前常用的低温漂型运放有OP07、OP27、OP37、AD508及MOSFET 组成的斩波稳零型低温漂移器件ICL7650等。
4、 高速型运放在快速A/D 及D/A 以及在视频放大器中,要求运放的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG 一定要足够大。
高速型运放的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、175A μ等。
其SR=50~70V/ms5、 低功耗型运放由于便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功耗的运放。
常用的低功耗运放有TL-022C ,TL-160C 等。
6、 高压摆大功率型运放运放的输出电压主要受供电电源的限制。
在普通运放中,输出的电压最大值一般仅有几十伏,输出电流仅几十毫安,若要提高多输出电压或输出电流,运放外部必须要加辅助电路。
高压大功率运放外部不需要附加任何电路,即可输出高电压和大电流。
D41运放的电源电压可达V 150±,791A μ运放的输出电流可达1A 。
运算放大器的分类简介以及主要特点有哪些?

运算放大器的分类简介以及主要特点有哪些?运算用来调整和放大模拟信号,它是用途非常广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的沟通和直流放大器、有源、及。
其应用领域已经延长到、通信、消费等各个领域,并将在将来技术方面饰演重要角色。
按参数可分为如下几类:通用型运算放大器:主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于普通性用法。
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,总是希翼运算放大器的失调电压要小且不随温度的变幻而变幻。
高阻型运算放大器:特点是差模输入阻抗十分高,输入偏置十分小,普通rid>1GΩ~1TΩ,IB为几皮安到几十皮安。
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。
低功耗型运算放大器:因为集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻巧,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必需用法低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
高压大功率型运算放大器:运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。
可编程控制运算放大器:在仪器仪表得用法过程中都会涉及到量程得问题.为了得到固定电压得输出,就必需转变运算放大器得放大倍数。
运算放大器的工作原理:[size=1.1] 运算放大器具有两个输入端和一个输出端,1所示,其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端),另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端,假如先后分离从这两个输入端输入同样的信号,则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号:输出端输出的信号与同相输入端的信号同相,而与反相输入端的信号反相。
[size=1.1]运算放大器所接的电源可以是单电源的,也可以是双电源的。
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集成运放的类型及应用

集成运放的类型及应用集成运放(即集成式运算放大器)是一种高增益、高输入阻抗以及低输出阻抗的电子放大器,广泛应用于电路设计和信号处理等领域。
下面将详细介绍集成运放的类型及应用。
1. 类型:目前,常见的集成运放有多种类型,包括普通运放、仪表运放、高速运放、低功耗运放等。
普通运放:普通运放是最常见的一种集成运放,具有宽带宽、高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
它的主要应用领域包括信号放大、滤波、理想运算放大器电路设计等。
仪表运放:仪表运放是一种精密运放,具有高共模抑制比、低偏置电流和低噪声的特点。
它的主要应用领域包括电压、电流、温度等测量,以及精密仪器和设备的信号放大等。
高速运放:高速运放是一种具有高增益带宽积(GBW)和快速响应特性的运放,适用于高频信号处理和快速信号放大等应用。
它的主要应用领域包括通信系统、高速数据传输、高速采样和测量等。
低功耗运放:低功耗运放是针对低电源电压和低功耗要求而设计的集成运放。
它可以在低电源电压下正常工作,并具有低静态功耗和低失调电压的特点。
它的主要应用领域包括移动设备、便携式仪器和电池供电系统等。
2. 应用:集成运放作为一种重要的电子器件,在电路设计和信号处理等领域应用广泛。
下面列举一些常见的应用示例:信号放大:集成运放最常见的应用就是信号放大。
通过调整运放的增益,可以将微弱的传感器信号放大到适合后续处理的范围,如压力传感器、温度传感器等。
滤波器:集成运放可以被用来设计各种类型的滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
滤波器的设计可以通过选择运放的反馈电阻和电容来实现。
运算放大器电路设计:运算放大器电路是运放最重要的应用之一。
基于运算放大器的电路可以实现加法、减法、乘法、除法、积分、微分等运算,并被广泛应用于模拟电路设计、自动控制系统等领域。
电压和电流测量:仪表运放常用于电压和电流测量。
通过仪表运放的高共模抑制比和低偏置电流特性,可以实现高精度和高稳定性的电压和电流测量。
运算放大器的分类

运算放大器的分类为满足实际使用中对集成运放性能的特殊要求,除性能指标比较适中的通用型运放外,发展了适应不同需要的专用型集成运放。
它们在某些技术指标上比较突出。
根据运算放大器的技术指标可以对其进行分类,主要有通用、高速、宽带、高精度、高输入电阻和低功耗等几种。
1. 通用型通用型运算放大器的技术指标比较适中,价格低廉。
通用型运放也经过了几代的演变,早期的通用Ⅰ型运放已很少使用了。
以典型的通用型运放CF741(mA741)为例,输入失调电压1~2mV、输入失调电流20nA、差模输入电阻2MW,开环增益100dB、共模抑制比90dB、输出电阻75W、共模输入电压范围±13 V、转换速率0.5V/ms。
2. 高速型和宽带型用于宽频带放大器、高速A/D和D/A,高速数据采集测试系统。
这种运放的单位增益带宽和压摆率的指标均较高,用于小信号放大时,可注重fH或fc,用于高速大信号放大时,同时还应注重SR。
例如:CF2520/2525SR=120V/ms BW·G = 20MHzAD9620SR=2200V/msfH = 600MHzAD9618SR=1800V/ms BW·G = 8000MHzOP37SR=17V/ms BW·G = 63MHzCF357SR=50V/msBW·G = 20 MHz3. 高精度(低漂移型)用于精密仪表放大器,精密测试系统,精密传感器信号变送器等。
例如:OP177CF7144. 高输入阻抗型用于测量设备及采样保持电路中。
例如:AD549CF155/255/3555. 低功耗型用于空间技术和生物科学研究中,工作于较低电压下,工作电流微弱。
例如: OP22 正常工作时,静态功耗可低至36μW。
OP290 在±0.8V电压下工作,功耗为24μW。
CF7612 在±5V电压下工作,功耗为50μW。
6. 功率型这种运放的输出功率可达1W以上,输出电流可达几个安培以上。
运算放大器参数说明及选型指南

运算放大器参数说明及选型指南一、运放的参数说明:1.增益:运算放大器的增益是指输出信号与输入信号之间的比值,通常用V/V表示。
增益可以是固定的,也可以是可调的。
增益决定了输出信号相对于输入信号的放大程度。
2.带宽:运算放大器的带宽是指在其增益达到-3dB时的频率范围。
带宽决定了运放的工作频率范围,对于高频应用,需要选择具有宽带宽的运放。
3.输入偏置电压:输入偏置电压是指在无输入信号时,运放输入端的直流偏置电压。
输入偏置电压可能会引入偏置误差,对于精密测量电路,需要选择输入偏置电压尽可能小的运放。
4.输入偏置电流:输入偏置电流是指在无输入信号时,运放输入端的直流偏置电流。
输入偏置电流可能会引起输入端的电平漂移,对于高精度应用,需要选择输入偏置电流尽可能小的运放。
5.输入偏置电流温漂:输入偏置电流温漂是指输入偏置电流随温度变化的比例。
输入偏置电流温漂可能会导致运放的工作点发生变化,对于温度变化较大的应用,需要选择输入偏置电流温漂较小的运放。
6.输入噪声:输入噪声是指在无输入信号时,运放输入端产生的噪声。
输入噪声可能会影响信号的纯净度,对于低噪声应用,需要选择输入噪声较低的运放。
7.输出电流:输出电流是指运放输出端提供的最大电流。
输出电流决定了运放的输出能力,在驱动负载电流较大的应用中,需要选择输出电流较大的运放。
8.输出电压:输出电压是指运放输出端能够提供的最大电压。
输出电压决定了运放的输出范围,在需要大幅度信号放大的应用中,需要选择输出电压较大的运放。
二、选型指南:1.确定应用需求:根据实际应用需求确定所需的放大倍数、带宽、输入/输出电压等参数。
例如,对于音频放大器,需要考虑音频频率范围、输出功率等因素。
2.选择性能指标:根据应用需求选择合适的性能指标。
不同应用对各个参数的要求可能会有所差异,需根据实际情况进行权衡与选择。
3.查询产品手册:查询供应商的产品手册或网站,获取相关产品的详细参数信息。
产品手册通常会提供各项参数的典型值和极限值,可以用于评估是否满足需求。
运算放大器的分类

运算放大器的分类
运算放大器可以根据其内部电路结构和应用领域来分类,主要分为以下几种:
1. 基本型运算放大器:传统的运算放大器,内部由一个差分放大器和一个级联缓冲器组成,用于放大、滤波、积分、微分等基本电路。
2. 差分型运算放大器:内部电路结构和基本型类似,但增益更高,具有更高的共模抑制比和更低的失调电压。
3. 仪器放大器:专用于测量和检测的放大器,具有高共模抑制比、高精度、低噪音等特点。
4. 高速运算放大器:适用于高速信号处理,具有更高的带宽和更快的响应速度。
5. 低功耗运算放大器:适用于低功率应用,具有低静态电流、低供电电压等特点。
6. 压限放大器:用于对信号进行压限,可保护信号处理电路免受过大电压的损害。
7. 电流型运算放大器:通过输入电流控制输出电压,适用于电流驱动应用。
8. 隔离型运算放大器:可实现输入端和输出端的电气隔离,适用于对输入信号进行隔离和放大的应用。
10种运算放大器
各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一.uA741M,uA741I,uA741C(单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
目前价格1元/个。
uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极(PMOS上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。
操作电源电压从4V至36V(无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。
主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表,有源滤波器,比较器,采样保持放大器,长期定时器,光电仪表,探测器,TTL接口,入侵报警系统,函数发生器,音调控制,电源,便携式仪器。
工作范围为-55 ºC —125 ºC。
目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司,报价为:2.7—3元/个。
引脚图三.OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。
生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。
这款运算放大器具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
运算放大器的参数、选型与应用
运算放大器的参数、选型与应用唐桃波长江大学国家级电工电子实验教学示范中心创新基地长江大学石油仪器研究室1•1930年TI的前身Geophysical service inc.成立,主要研发地震仪与石油探测仪。
•1950年Geophysical service inc.上市同时改名为TI。
•1956年Burr-Brown Research公司成立。
•1958年7月TI公司的Jack Kilby发明了集成电路(integrated circuit)简称IC。
•1963年Fairchild公司的Bob widlar发明了世界上第一片世界公认的单片集成电路运放μA702但是不是很成功。
•1965年1月MATT LORBER和RAY STATA创建了ADI公司。
•1965年11月Fairchild公司的Bob widlar发明了μA709大获成功,但是μA709不稳定,易烧坏,易锁闭。
•1967年Bob widlar离开Fairchild加入NSC(National Semiconductor后并入TI),同年发表了LM101,后来陆续开发了LM301,LM307,LM308,LM318,LM309等运放。
•1969年Fairchild公司的Dave Fullagar发表了发明了世界上第一款内置30pF相位补偿电容的运放μA741一直应用至今,现在还是各大高校模电实验的首选运放。
2•1975年PMI公司的George Erdi发表了世界上第一款精密运放OP07(后逐渐发展出OP27 OP37 OP177及OP27的JFET版本OPA627,OP37的JFET版本OPA637).由于OP07太过经典,各大公司都推出了自己的相关产品。
•1972年NSC公司的Russell and Frederiksen引入新技术设计出LM324.•1975年RCA公司发布了CMOS运放CA3130.•1976年NSC公司发布了JFET运放LF356.•1978年TI发布了TL06X TL07X TL08X系列低价格JFET运放。
运放分类及选型
运放分类及选型对于较大音频、视频等交流信号,选SR (转换速率)大的运放比较合适。
对于处理微弱的直流信号的电路,选用精度比较高的运放比较合适(即失调电流,失调电压及温漂均比较小)运算放大器大体上可以分为如下几类:1、通用型运放2、高阻型运放3、低温漂型运放4、高速型运放5、低功耗型运放6、高压大功率型运放1、通用型运放其性能指标能适合于一般性(低频以及信号变化缓慢)使用,例如3741,LM358 (双运放),LM324及场效应管为输入级的LF356.2、高阻型运放这类运放的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管的高输入阻抗的特点,但这类运放的输入失调电压较大。
这类运放有LF356、LF355、LF347、CA3130、CA3140 等3、低温漂型运放在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,希望运放的失调电压要小,且不随温度的变化而变化。
低温漂型运放就是为此设计的。
目前常用的低温漂型运放有OP07、OP27、OP37、AD508及MOSFET 组成的斩波稳零型低温漂移器件ICL7650等。
4、高速型运放在快速A/D及D/A以及在视频放大器中,要求运放的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG —定要足够大。
高速型运放的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、从175等。
其SR=50~70V/ms5、低功耗型运放由于便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功耗的运放。
常用的低功耗运放有TL-022C, TL-160C等。
6、高压摆大功率型运放运放的输出电压主要受供电电源的限制。
在普通运放中,输出的电压最大值一般仅有几十伏,输出电流仅几十毫安,若要提高多输出电压或输出电流,运放外部必须要加辅助电路。
高压大功率运放外部不需要附加任何电路,即可输出高电压和大电流。
D41运放的电源电压可达-150V,J A791运放的输出电流可达1A。
《运算放大器介绍》课件
运算放大器的特点与应用
高增益
可以放大微弱信号,提高信号质量,常用于放 大和滤波电路。
稳定性
通过负反馈控制,运算放大器具有较好的稳定 性和抗干扰能力。
线性范围
在一定的输入范围内,输出与输入之间的关系 是线性的,有利于进行精确的信号处理。
应用领域
运算放大器广泛应用于仪器仪表、通信、自动 控制、音频处理等领域。
通过级联连接来实现信号放大。
3
负反馈
通过将一部分输出信号反馈到输入端, 可以改善放大器的稳定性和性能。
共模抑制比
衡量运算放大器对共模信号的响应程度, 高共模抑制比意味着更好想运算放大器
具有无穷大的放大倍数、无限大的输入阻抗 和无穷小的输出阻抗。
2 实际运算放大器
基于原理电路和器件实现,存在各种非理想 因素。
运算放大器的设计流程
需求分析
明确设计的目标和要求,包括 放大倍数、带宽、输入输出范 围等。
电路设计
选择适当的运算放大器电路拓 扑和元器件,进行电路原理设 计和仿真。
电路验证
通过实际测试和调试,验证设 计的电路是否满足要求。
《运算放大器介绍》PPT 课件
运算放大器是一种电子设备,用于增强电信号的幅度,广泛应用于电子电路 设计和信号处理领域。
什么是运算放大器?
运算放大器是一种具有高放大倍数、差分输入和单端输出的电路器件,可以 执行各种数学运算和信号放大功能。
运算放大器的基本原理
1
放大器电路
2
由输入级、差分放大器和输出级组成,
运算放大器的工作条件
运算放大器的工作需要满足一定条件,包括供电电压、工作温度、输入电压范围和负载阻抗等。
运算放大器的参数与指标
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运算放大器分类、作用及运放的选型展开全文运算放大器分类、作用及运放的选型,详细解析了运算放大器的特点、工艺、功能、性能、参数、指标和运算放大器的对信号放大的影响和运放的选型举例,并附有常见运算放大器列表!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TL084。
在标准硅工艺中加入了MOS场效应管工艺的运算放大器分为三类,一类是是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为MOS场效应管,比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10^12欧姆数量级。
典型代表是CA3140。
第二类是采用全MOS场效应管工艺的模拟运算放大器,它大大降低了功耗,但是电源电压降低,功耗大大降低,它的典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。
第三类是采用全MOS场效应管工艺的模拟数字混合运算放大器,采用所谓斩波稳零技术,主要用于改善直流信号的处理精度,输入失调电压可以达到0.01uV,温度漂移指标目前可以达到0.02ppm。
在处理直流信号方面接近理想运放特性。
它的典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。
典型产品是 ICL7650。
1.2.按照功能/性能分类本分类方法参考了《中国集成电路大全》集成运算放大器。
按照功能/性能分类,模拟运算放大器一般可分为通用运放、低功耗运放、精密运放、高输入阻抗运放、高速运放、宽带运放、高压运放,另外还有一些特殊运放,例如程控运放、电流运放、电压跟随器等等。
实际上由于为了满足应用需要,运放种类极多。
本文以上述简单分类法为准。
需要说明的是,随着技术的进步,上述分类的门槛一直在变化。
例如以前的LM108最初是归入精密运放类,现在只能归入通用运放了。
另外,有些运放同时具有低功耗和高输入阻抗,或者与此类似,这样就可能同时归入多个类中。
通用运放实际就是具有最基本功能的最廉价的运放。
这类运放用途广泛,使用量最大。
低功耗运放是在通用运放的基础上大降低了功耗,可以用于对功耗有**的场所,例如手持设备。
它具有静态功耗低、工作电压可以低到接近电池电压、在低电压下还能保持良好的电气性能。
随着MOS技术的进步,低功耗运放已经不是个别现象。
低功耗运放的静态功耗一般低于1mW。
精密运放是指漂移和噪声非常低、增益和共模抑制比非常高的集成运放,也称作低漂移运放或低噪声运放。
这类运放的温度漂移一般低于1uV/摄氏度。
由于技术进步的原因,早期的部分运放的失调电压比较高,可能达到1mV;现在精密运放的失调电压可以达到0.1mV;采用斩波稳零技术的精密运放的失调电压可以达到0.005mV。
精密运放主要用于对放大处理精度有要求的地方,例如自控仪表等等。
高输入阻抗运放一般是指采用结型场效应管或是MOS管做输入级的集成运放,这包括了全MOS管做的集成运放。
高输入阻抗运放的输入阻抗一般大于109欧姆。
作为高输入阻抗运放的一个附带特性就是转换速度比较高。
高输入阻抗运放用途十分广泛,例如采样保持电路、积分器、对数放大器、测量放大器、带通滤波器等等。
高速运放是指转换速度较高的运放。
一般转换速度在100V/us以上。
高速运放用于高速AD/DA转换器、高速滤波器、高速采样保持、锁相环电路、模拟乘法器、机密比较器、视频电路中。
目前最高转换速度已经可以做到6000V/us。
宽带运放是指-3dB带宽(BW)比通用运放宽得多的集成运放。
很多高速运放都具有较宽的带宽,也可以称作高速宽带运放。
这个分类是相对的,同一个运放在不同使用条件下的分类可能有所不同。
宽带运放主要用于处理输入信号的带宽较宽的电路。
高压运放是为了解决高输出电压或高输出功率的要求而设计的。
在设计中,主要解决电路的耐压、动态范围和功耗的问题。
高压运放的电源电压可以高于±20VDC,输出电压可以高于±20VDC。
当然,高压运放可以用通用运放在输出后面外扩晶体管/MOS管来代替。
2. 运放的主要参数本节以《中国集成电路大全》集成运算放大器为主要参考资料,同时参考了其它相关资料。
集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标。
其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
2.1 直流指标输入失调电压VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。
对于精密运放,输入失调电压一般在 1mV以下。
输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。
这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
输入偏置电流IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。
输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。
输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA。
输入失调电流IIO:输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端偏置电流的差值。
输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电流越小。
输入失调电流是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。
输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响,特别是运放外部采用较大的电阻(例如10k?或更大时),输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。
输入失调电流越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标输入失调电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂):输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电流的变化与温度变化的比值。
这个参数实际是输入失调电流的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给出,而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。
差模开环直流电压增益:差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时,运放输出电压与差模电压输入电压的比值。
由于差模开环直流电压增益很大,大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。
一般运放的差模开环直流电压增益在80~120dB之间。
实际运放的差模开环电压增益是频率的函数,为了便于比较,一般采用差模开环直流电压增益共模抑制比:共模抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放差模增益与共模增益的比值。
共模抑制比是一个极为重要的指标,它能够抑制差模输入==模干扰信号。
由于共模抑制比很大,大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。
一般运放的共模抑制比在80~120dB 之间。
电源电压抑制比:电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放输入失调电压随电源电压的变化比值。
电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。
目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。
所以用作直流信号处理或是小信号处理模拟放大时,运放的电源需要作认真细致的处理。
当然,共模抑制比高的运放,能够补偿一部分电源电压抑制比,另外在使用双电源供电时,正负电源的电源电压抑制比可能不相同。
输出峰-峰值电压:输出峰-峰值电压定义为,当运放工作于线性区时,在指定的负载下,运放在当前大电源电压供电时,运放能够输出的最大电压幅度。