運(yùn)放基礎(chǔ)(經(jīng)典)

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1、集成運(yùn)算放大器簡介目前廣泛應(yīng)用的電壓型集成運(yùn)算放人器是一種高放大倍數(shù)的直接耦合放大器。在該集成電路的輸入與輸出Z間接入不同的反饋網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)不同用途的電路，例如利用集成運(yùn)算放人器可非常方便的完成信號放大、信號運(yùn)算（加、減、乘、除、對數(shù)、反對數(shù)、平方、開方等）、信號的處理（濾波、調(diào)制）以及波形的產(chǎn)生和變換。集成運(yùn)算放大器的種類非常多，可適用于不同的場合。3.2.1集成運(yùn)算放大器的分類按照集成運(yùn)算放人器的參數(shù)來分，集成運(yùn)算放人器町分為如下幾類。1.通用型運(yùn)算放大器通用型運(yùn)算放人器就是以通用為目的而設(shè)計的。這類器件的主耍特點是價格低廉、產(chǎn)品量人面

2、廣,其性能指標(biāo)能適合于一般性使用。例^iA741（單運(yùn)放）、LM358（雙運(yùn)放）、LM324（四運(yùn)放）及以場效應(yīng)管為輸入級的LF356都屬于此種。它們是目前應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。2.高阻型運(yùn)算放大器這類集成運(yùn)算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高,輸入偏宜電流非常小，一般rid>（109-1012）為兒皮安到兒十皮安。實現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點，用場效應(yīng)管組成運(yùn)算放大器的差分輸入級。用FET作輸入級，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而H具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點，但輸入失調(diào)電壓較人。常見的集成器件有LF356

3、、LF355、LF347（四運(yùn)放）及更高輸入阻抗的CA3130.CA3140等。3.低溫漂型運(yùn)算放人器在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中，總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。低溫漂型運(yùn)算放大器就是為此而設(shè)計的。H前常用的高精度、低溫漂運(yùn)算放大器冇OP?07、OP-27.AD508及山MOSFET組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650等。4.高速型運(yùn)算放大器在快速A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、視頻放大器中，要求集成運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率Sr—定耍高,單位增益帶寬BWG一定要足夠人，像通川型集成運(yùn)放是不能適合于高速應(yīng)川的場合的。

4、窩速型運(yùn)算放人器主要特點是具有高的轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)。常見的運(yùn)放有LM318、pA715等，其Sr=50~70V/ms,BWg>20MHZo1.低功耗型運(yùn)算放大器由于電子電路集成化的最人優(yōu)點是能使復(fù)雜電路小型輕便，所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范鬧的擴(kuò)人,必須使用低電源電壓供電、低功率消耗的運(yùn)算放大器相適用。常用的運(yùn)算放大器冇TL-022C.TL-060C等貞工作電壓為±2V~±18V,消耗電流為50~250"。日前有的產(chǎn)品功耗已達(dá)微瓦級，例如ICL7600的供電電源為1.5V,功耗為10pW,可采用單節(jié)電池供電。2.高壓大功率型運(yùn)算放大器運(yùn)

5、算放人器的輸出電床主耍受供電電源的限制。在普通的運(yùn)算放人器屮，輸出電圧的最人值一般僅兒十伏，輸岀電流僅兒十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸岀電流，集成運(yùn)放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路，即町輸出高電壓和大電流。例如D41集成運(yùn)放的電源電壓可達(dá)±150V,pA791集成運(yùn)放的輸出電流可達(dá)1A。3.2.2正確選擇集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器是模擬集成電路中應(yīng)用最廣泛的一種器件。在rh運(yùn)算放大器組成的各種系統(tǒng)中，山于應(yīng)用要求不一樣，對運(yùn)算放大器的性能要求也不一樣。在沒有特殊要求的場合，盡量選用通用型集成運(yùn)放，這樣

6、即可降低成本，乂容易保證貨源。當(dāng)一個系統(tǒng)屮使用多個運(yùn)放時，盡可能選用多運(yùn)放集成電路例如LM324.LF347等都是將四個運(yùn)放封裝在一起的集成電路。評價集成運(yùn)放性能的優(yōu)劣，應(yīng)看其綜合性能。一般用優(yōu)值系數(shù)K來衡量集成運(yùn)放的優(yōu)良程度，其定義為：式屮,SR為轉(zhuǎn)換率,單位為V/ps,其值越大,表明運(yùn)放的交流特性越好;怙為運(yùn)放的輸入偏宜電流，單位是nA;VOS為輸入失調(diào)電壓,單位是mV。怙和V°s值越小,表明運(yùn)放的直流特性越好。所以，對于放人音頻、視頻等交流信號的電路，選SR（轉(zhuǎn)換速率）人的運(yùn)放比較合適;對于處理微弱的H流信號的電路，選用精度比較的高的

7、運(yùn)放比較合適（既失調(diào)電流、失調(diào)電壓及溫飄均比較?。嶋H選擇集成運(yùn)放時，除優(yōu)值系數(shù)要考慮之外，還應(yīng)考慮其他因素。例如信號源的性質(zhì)，是電壓源述是電流源;負(fù)載的性質(zhì)，集成運(yùn)放輸出電圧和電流的是否滿足耍求;環(huán)境條件，集成運(yùn)放允許工作范I韋I、工作電床范I韋I、功耗與體積等因素是否滿足耍求。3.2.3集成運(yùn)算放人器的使用要點1.集成運(yùn)放的電源供給方式集成運(yùn)放有兩個電源接線端+VCC和-VEE,但有不同的電源供給方式。對于不同的電源供給方式,對輸入信號的耍求是不同的。（1）對稱雙電源供電方式運(yùn)算放大器多采用這種方式供電。相對于公共端（地）的正電源（+

8、E）與負(fù)電源（-E）分別接于運(yùn)放的+VCC和-VEE管腳上。在這種方式下，可把信號源直接接到運(yùn)放的輸入腳上,而輸出電壓的振幅可達(dá)止負(fù)對稱電源電壓。（2）單電源供電方式單電源供電是