《你好，放大器》之六：那些技高一籌的集成運(yùn)放（1）

?

如果是特殊應(yīng)用，通用型集成運(yùn)算放大器的性能就顯得不夠，需要選用特殊性能的集成運(yùn)算放大器。

精密集成運(yùn)算放大器
精密運(yùn)算和精密測量要求測試、運(yùn)算電路具有高輸入電阻、低偏置電流、高開環(huán)增益、高共模抑制比、低噪聲、低漂移等性能。通用型集成運(yùn)算放大器不具備這些性能，需要專用的精密運(yùn)算放大器。第一款精密集成運(yùn)算放大器OP07（或μA714）是1975年問世的。

高速/寬帶集成運(yùn)算放大器
通用型集成運(yùn)算放大器的開環(huán)單位增益帶寬不到1MHz，輸出電壓擺動速率也在0.5V/μs如果需要應(yīng)用在寬帶或高速信號處理是顯得力不從心，盡管電子技術(shù)基礎(chǔ)教材中說負(fù)反饋可以展寬帶寬。因此，需要輸出電壓擺動速率超過10V/μs、開環(huán)單位增益帶寬在10MHz或以上的高速/寬帶集成運(yùn)算放大器。

例如20世紀(jì)80年代初期的μA715（1982年仙童公司線性器件數(shù)據(jù)手冊中已經(jīng)有了）帶寬65MHz、輸出電壓擺動速率18V/μs（跟隨器狀態(tài)），那個(gè)時(shí)期還有1971年的LM318。

低功耗集成運(yùn)算放大器
一般集成運(yùn)放的靜態(tài)功耗在50mW以上，而低功耗型集成運(yùn)放的靜態(tài)功耗在5mW以下，在1mW以下者稱為微功耗型。一般在便攜式儀器或產(chǎn)品、航空航天儀器中應(yīng)用。

高壓集成運(yùn)算放大器
工作電源電壓越高，輸出電壓的動態(tài)范圍越寬。一般電源電壓在±20Ⅴ以上者稱為高壓型集成運(yùn)放。采用場效應(yīng)管作為輸入級的集成運(yùn)放，轉(zhuǎn)換速率較高，其電源電壓范圍一般為±15～±40V。最高的電源電壓可達(dá)±150V，最大輸出電壓可達(dá)±145V，如BB公司生產(chǎn)的3580J即是此類集成運(yùn)放的典型產(chǎn)品。

優(yōu)值集成運(yùn)算放大器
1970年：開始出現(xiàn)輸入級使用 FET ，這使得集成運(yùn)算放大器具有高速、低輸入電流（高輸入阻抗）特性；
為了表征和比較集成運(yùn)算放大器主要交直流特性參數(shù)的優(yōu)劣，我們應(yīng)用優(yōu)值系數(shù)K：

式中：SR是轉(zhuǎn)換速率，單位是V/μs，在這里SR是指單位電壓增益時(shí)的輸出電壓擺動速率；IIB為輸入偏置電流，單位是nA；VIO是輸入失調(diào)電壓，單位是mV。

把優(yōu)值系數(shù)大于100的集成運(yùn)算放大器稱為優(yōu)值集成運(yùn)算放大器，如表1.1所示，從中看出，只有FET和BJT單片或全MOS集成運(yùn)算放大器才有可能成為優(yōu)值集成運(yùn)算放大器。雙極型集成運(yùn)算放大器雖然可以獲得高精度、低功耗、高速、高耐壓和低噪聲等單項(xiàng)優(yōu)異性能，但同時(shí)兼顧交直流特性是困難的。

表1.1? 優(yōu)值型集成運(yùn)算放大器

?

單電源集成運(yùn)算放大器鼻祖LM324

1972年：第一個(gè)可使用單電源供應(yīng)的運(yùn)算放大器 LM324 推出。 LM324 內(nèi)含四個(gè)運(yùn)算放大器，它的接腳排列方式也被隨后的同類型運(yùn)算放大器延用，成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

常規(guī)的集成運(yùn)算放大器需要對稱的雙電源供電，這時(shí)的集成運(yùn)算放大器的電源變得復(fù)雜。在一些應(yīng)用中希望采用單電源供電方式常規(guī)的集成運(yùn)算放大器需要將集成運(yùn)算放大器的同相輸入端偏置到電源中點(diǎn)，這時(shí)的電路不僅會變得復(fù)雜，甚至可能帶來一些不確定的因素。因此，在一些特殊應(yīng)用場合需要單電源供電的集成運(yùn)算放大器。

今天的LM324即使在三類、四類城市購買，其零售價(jià)僅僅為0.8元，其中每個(gè)運(yùn)動算放大器單元近0.2元，直逼分立元件電路價(jià)格。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載

?

系列之一：放大器簡史

摘要：運(yùn)算放大器來源于電子線路，與電子技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。1904年，J.A.Fleming發(fā)明了真正的真空二極管，1906年，Lee De Forest發(fā)明了真空三極管，自此開創(chuàng)了電子技術(shù)時(shí)代。K2-W型運(yùn)放是第一批商品化的運(yùn)放……

系列之二： 真空管運(yùn)算放大器的年代

摘要：1930年及后來的30年間，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室利用負(fù)反饋技術(shù)來改善放大器的性能。這導(dǎo)致了真空管運(yùn)算放大器的問世，即應(yīng)用真空管負(fù)反饋放大器構(gòu)成通用的“運(yùn)算放大器”……

系列之三：真空管運(yùn)放的終結(jié)者—晶體管運(yùn)算放大器

摘要：真空管運(yùn)算放大器不僅體積大，而且功耗也很大，如M9型真空管運(yùn)算放大器的最后一級的6L6陽極耗散功率約19W，加上燈絲耗電約6W，6L6上面的損耗可以達(dá)到20W以上，正因?yàn)槿绱?，一旦有了體積小、耗電低的可替代產(chǎn)品，真空管運(yùn)算放大器必將壽終正寢。導(dǎo)致真空管運(yùn)算放大器壽終正寢的的是晶體管和晶體管運(yùn)算放大器……

系列之四：IC時(shí)代來了，1.0版的集成運(yùn)算放大器

摘要：真正讓運(yùn)算放大器從陽春白雪，變?yōu)榇蟊娋梢詰?yīng)用的基本電子器件得益于通用型集成運(yùn)算放大器的大量生產(chǎn)……

系列之八：集成運(yùn)放的理論挑戰(zhàn)—深度負(fù)反饋惹的禍

摘要：電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中，往往是說負(fù)反饋的優(yōu)點(diǎn)多，負(fù)反饋的缺點(diǎn)卻很少提及，頂多就是深度負(fù)反饋可能會引起自激振蕩。那么在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用集成運(yùn)算放大器受到了哪方面的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中所學(xué)的理論的挑戰(zhàn)……

系列之九：為什么還是要集成運(yùn)放—性能，性能

摘要：前面講了集成運(yùn)算放大器和深度負(fù)反饋引入的優(yōu)缺點(diǎn)。似乎集成運(yùn)算放大器并沒有什么優(yōu)勢，深度負(fù)反饋后也不是那么的理想。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，恰當(dāng)選擇集成運(yùn)算放大器和負(fù)反饋，集成運(yùn)算放大器還是極具優(yōu)勢的，這是不容置疑的，除非集成運(yùn)算放大器和負(fù)反饋選擇不恰當(dāng)。那么集成運(yùn)算放大器都具有哪些優(yōu)勢呢……

系列之十：集成運(yùn)放的優(yōu)勢—模擬之母

摘要：集成運(yùn)算放大器可以完成“所有的”模擬電路功能，不管是線性的還是非線性的電路，只要是能想到的幾乎都能實(shí)現(xiàn)……

系列之十一：集成運(yùn)放還有哪些好處？

摘要：在三類城市，集成運(yùn)算放大器可以以0.8元的零售價(jià)買到四運(yùn)算放大器（LM324），而小信號雙極型晶體管的零售價(jià)至少要0.2元，電阻的單價(jià)也要0.02~0.03元，電容器的單價(jià)也要0.1元或更高。這樣就可以看到前文曾提到的分立元件構(gòu)成的電路沒有競爭力……