集成运算放大器简介

简介

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A702以来，

集成运算放大器得到了广泛的应用，目前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，其后的数字表示集李邕简介 成运算放大器的类型。

定义

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。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。

编辑本段集成运算放大器的分类

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

标能适合于一般性使用。例mA741（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。

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

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、mA715 等,其

SR=50~70V/ms,BWG>20MHz。

5）、低功耗型运算放大器

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50~250mA。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10mW,可采用单节电池供电。

6）、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。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。若要焦头烂额的意思 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。例如D41集成运放的电源电压可达150V，uA791集成运放的

输出电流可达1A。

按外型的封装样式分类

扁平式（即SSOP）

封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大

规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。用这

种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。

采用S MD安装的芯片不必在主板上打孔，一参差不齐 般在主板表面上有设计好的相应管

脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊

上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一

的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。

单列直插式（即SIP）

最适合焊接，DIY友的最爱，因为这种封装的管脚

很长，很适合DIY焊接，且比较坚固，不易损坏。

双列直插式（即DIP）

应用最广泛、最多的封装形式。

绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过

100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片

插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。

DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小

心，以免损坏引脚。

使用DIP外型的以下好处：

1.适合在PCB(印刷电路板)上穿三个女人的艳遇 孔焊接，操作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。

Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存(Cache)和早期的内存芯

片也是这种封装形式。

编辑本段集成运算放大器的使用要点

1．集成运放的电源供给方式

集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不

同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。

（1）对称双电源供电方式

运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端（地）的正电源（+E）与负

电源（-E）分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接

接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。

（2）睡眠歌曲 单电源供电方式

单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元

电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位,如图3.2.1

所示。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。对于图3.2.喜的反义词 1

交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉输出中的

直流成分接入电容C3。

图3.2.1 运算放大器单电源供电电路

2．集成运放的调零问题

由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响,当运算放大器组成旅游从业人员 的

线性电路输入信号为零时,10月什么星座 输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度,要求对

失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。常用的调

零方法有内部调零和外部调零,而对于没有内部调零端子的集成运放,要采用外

部调零方法。下面以mA741为例,图3.2.青春正能量 2给出了常用调零电路。图3.2.2(a)所

示的是内部调零电路;图（b）是外部调零电路。

编辑本段基本应用

1、差动输入级 使运放具有尽可能高的输入电阻及共模抑制比。

2、中间放大级 由多级直接耦合放大器组成，以获得足够高的电压增益。

3、输出级 可使运放具有一定幅度的输出电压、输出电流和尽可能小的输出

电阻。在输出过载时有自动保护作用以免损坏集成块。输出级一般为互补对称推

挽电路。

4、偏置电路 为各级电路提供合适的静态工作点。为使工作点稳定，一般采

用恒流源偏置电路。

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