專用型集成運放簡述

集成運放品種很多，不同品種的參數(shù)有的相差甚遠，但從總體上講可將集成運放分為通用型和專用型兩大類。通用型集成運放的技術(shù)指標(biāo)一般化，但價格便宜，常應(yīng)用于無特殊要求的場合，如μA741就屬此類。專用型集成運放是一個或少數(shù)幾個技術(shù)指標(biāo)特殊，在某一方面電路性能突出。根據(jù)技術(shù)參數(shù)特點，專用型集成運放又可分為高壓型、高阻型、低功耗型、高速寬帶型、高精度型和低漂移型等。

在實際應(yīng)用集成運放設(shè)計電路時，要想從紛繁的集成運放產(chǎn)品中準確選擇出適合工作要求的產(chǎn)品，必須要遵循相關(guān)原則。

為了滿足某些場合的特殊要求，專用型集成運放對某些技術(shù)性能有所側(cè)重。

1、 高輸入電阻型集成運放

高輸入電阻型集成運放采用超B差動放大輸入級，提高輸入電阻并兼有失調(diào)小的優(yōu)點。超β管在10～20μA小電流的工作條件下，β值可高達1000～5000。因此，從信號源吸取電流極小。高阻型運放的另一種類型是采用FET作為輸入級。BJT與MOS工藝兼容，可以在同一芯片上制作高性能的BJT和FET。該運放輸入電阻可達10⁶MΩ。

2、高精度集成運放

高精度集成運放是指直流和低頻性能參數(shù)更加優(yōu)良的運放。其中，小失調(diào)、低溫漂和低噪聲尤為突出。要提高精度，關(guān)鍵在于設(shè)計、制造高性能的差動輸入級電路，提高輸入級電路的對稱性和溫度一致性。高精度集成運放的另一種類型是自動校零運算放大器。在電路設(shè)計中采用了自動校零技術(shù)，周期性的對失調(diào)電壓進行自動補償。高精度集成運放的失調(diào)電壓都在10μV以下，其溫漂小于0.1μV/℃，而失調(diào)電流小于10nA。

3、高速寬帶型集成運放

高速寬帶型集成運放的高速、寬帶性能，主要是通過新型工藝和電路設(shè)計來提高其特征頻率實現(xiàn)的，如采用雙極互補工藝、高頻組合電路等。近年來，電流模電路設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于高速、寬帶電路中，使高速寬帶集成運放迅速發(fā)展，出現(xiàn)多種類型和結(jié)構(gòu)的高速集成運放。它們的轉(zhuǎn)換速率高達幾千伏/微秒，單位增益帶寬可達幾百兆赫。

4、高壓集成運放

為了滿足高輸出電壓的要求(如某些顯示設(shè)備，要求運放輸出電壓大于100V)，必須提高晶體管極間反向擊穿電壓。因此，在電路版設(shè)計中，除了采用靜電屏蔽措施克服反向擊穿外，還要制作高耐壓BJT，以滿足輸出高電壓的要求，如超高壓型集成運放3583，其電源電壓可達±150V，輸出可達±140V。

5、低功耗型集成運放

此類運放要求靜態(tài)功耗特別低，并在低電壓下仍能保持良好的動態(tài)性能，如CF3078集成運放，工作電壓可低到1.5V；在±6V電源時，工作電流只有20μA，靜態(tài)功耗僅為240mW。

6、低輸入偏流型

運算放大器的輸入偏流為零時是理想情況。當(dāng)環(huán)境溫度T=25℃時，不同結(jié)構(gòu)不同類型的低輸入偏流型運放，其偏流值應(yīng)在以下規(guī)定范圍內(nèi)：

雙極型運放：25nA～1μA

場效應(yīng)管輸入型運放：1pA～50pA

MOS輸入型運放：0.1pA

CMOS輸入型運放：0.1pA

這類運放主要應(yīng)用于小電流測定電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換器和高阻抗轉(zhuǎn)換器等。

7、可編程序型

對這種類型的運算放大器，通過調(diào)整控制端電流，使輸入電壓、輸入偏置電流和靜態(tài)功耗等參數(shù)達到給定的值，如LM4250等。

與分立元件組成的放大電路相比，具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、工作可靠、安裝方便而又價格便宜等特點。

集成電路就其集成密度而言，有小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模之分；就其所用器材來分，有雙極型(NPN、PNP管)、單極型（MOS管）和兩者兼容的三種類型。

在集成電路中，相鄰原件的參數(shù)具有良好的一致性。

1.1集成運算放大器

簡稱集成運放，是具有高放大倍數(shù)的集成電路。它的內(nèi)部是直接耦合的多級放大器，整個電路可分為輸入級、中間級、輸出級三部分。輸入級采用差分放大電路以消除零點漂移和抑制干擾；中間級一般采用共發(fā)射極電路，以獲得足夠高的電壓增益；輸出級一般采用互補對稱功放電路，以輸出足夠大的電壓和電流，其輸出電阻小，負載能力強。

集成運放廣泛用于模擬信號的處理和產(chǎn)生電路之中，因其高性能、低價位，在大多數(shù)情況下，已經(jīng)取代了分立原件放大電路！

集成運放一般由輸入端、輸出端、偏置電路和中間集四部分組成。2100433B

第1章 集成運放應(yīng)用電路設(shè)計須知

1.1 集成運放簡介

1.1.1 集成運放的內(nèi)部框圖、分類和圖形符號

1.1.2 集成運放的引腳功能、封裝及命名方法

1.1.3 集成運放的參數(shù)

1.2 理想運算放大器

1.2.1 運放的理想?yún)?shù)及理想運放的電路模型

1.2.2 簡化設(shè)計的基本準則

1.3 選擇電阻器須知

1.3.1 電阻器系列及溫度系數(shù)

1.3.2 常用電阻器的結(jié)構(gòu)與特點及參數(shù)

1.4 選用電容器須知

1.4.1 電容器容量系列、損耗及絕緣電阻

1.4.2 常用電容器的類型、特點及規(guī)格

1.5 集成運放的電源

1.5.1 集成運放電源的選擇

1.5.2 各類電源系列

1.5.3 集成運放電源使用注意事項

第2章 集成運放調(diào)零、相位補償與保護電路的設(shè)計

2.1 偏置電流補償電路及調(diào)零電路的設(shè)計

2.1.1 偏置電流補償電路的設(shè)計

2.1.2 調(diào)零電路的設(shè)計

2.2 相位（頻率）補償電路的設(shè)計

2.2.1 一類相位補償電路的設(shè)計

2.2.2 二類相位補償電路的設(shè)計

2.2.3 三類相位補償電路的設(shè)計

2.2.4 其他相位補償電路的設(shè)計

2.3 集成運放保護電路的設(shè)計

2.3.1 電源端保護電路的設(shè)計

2.3.2 輸入端保護電路的設(shè)計

2.3.3 輸出端保護電路的設(shè)計

第3章 運算電路、放大電路的設(shè)計

3.1 反相比例放大電路的設(shè)計

3.1.1 基本反相比例放大電路的設(shè)計

3.1.2 高輸入阻抗、高增益、增益可調(diào)反相比例放大電路的設(shè)計

3.1.3 單電源反相比例放大電路

3.2 同相放大電路的設(shè)計

3.2.1 同相比例放大電路的設(shè)計

3.2.2 電壓跟隨器的設(shè)計

3.2.3 同相放大與反相放大轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計

3.3 加、減運算電路的設(shè)計

3.3.1 加法運算電路的設(shè)計

3.3.2 減法運算電路的設(shè)計

3.4 積分、微分電路的設(shè)計

3.4.1 積分電路的設(shè)計

3.4.2 微分電路的設(shè)計

3.5 對數(shù)、反對數(shù)、平方根、乘法、除法電路的設(shè)計

3.5.1 對數(shù)、反對數(shù)、平方根電路的設(shè)計

3.5.2 乘、除法電路的設(shè)計

3.6 應(yīng)用集成運放組成專用放大器的電路設(shè)計

3.6.1 低頻放大器與高壓放大器的設(shè)計

3.6.2 電荷放大器與電流放大器的設(shè)計

3.6.3 數(shù)控增益、步進增益放大器的設(shè)計

3.6.4 模擬開關(guān)與集成運放構(gòu)成放大電路的設(shè)計

第4章 信號處理電路的設(shè)計

4.1 電壓比較器的設(shè)計

4.1.1 過零比較器、單值比較器及窗口比較器的設(shè)計

4.1.2 遲滯比較器的設(shè)計

4.2 有源濾波器的設(shè)計

4.2.1 低通濾波器的設(shè)計

4.2.2 高通濾波器的設(shè)計

4.2.3 帶通、帶阻濾波器的設(shè)計

4.2.4 三階濾波器、移相濾波器、音調(diào)控制器的設(shè)計

4.3 整流電路的設(shè)計

4.3.1 半波整流電路的設(shè)計

4.3.2 全波整流電路的設(shè)計

4.3.3 平均值及有效值電路的設(shè)計

4.4 峰值檢波器與限幅器的設(shè)計

4.4.1 峰值檢波器的設(shè)計

4.2.2 限幅器的設(shè)計

第5章 波形產(chǎn)生電路的設(shè)計

5.1 正弦波發(fā)生器的設(shè)計

5.1.1 文氏橋與T型橋正弦波發(fā)生器的設(shè)計

5.1.2 移相式、間接式正弦波發(fā)生器的設(shè)計

5.1.3 正弦波/余弦波變換器、正交振蕩器的設(shè)計

5.2 方波、三角波、鋸齒波、矩形波發(fā)生器的設(shè)計

5.2.1 方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計

5.2.2 矩形波與鋸齒波發(fā)生器的設(shè)計

5.3 多諧振蕩器與壓控振蕩器的設(shè)計

5.3.1 多諧振蕩器的電路設(shè)計

5.3.2 壓控振蕩器的電路設(shè)計

第6章 測量電路的設(shè)計

6.1 電子測量的電路設(shè)計

6.1.1 電壓表、電流表的電路設(shè)計

6.1.2 電阻及其他電參數(shù)測量電路的設(shè)計

6.2 非電量電測量的電路設(shè)計

6.2.1 溫度測量電路的設(shè)計

6.2.2 應(yīng)變（e）測量電路的設(shè)計

6.2.3 力、壓力及其他參數(shù)測量電路的設(shè)計

第7章 電源電路及其他電路的設(shè)計

7.1 恒流源電路的設(shè)計

7.1.1 由集成運放與三極管構(gòu)成恒流源的電路設(shè)計

7.1.2 電壓/電流變換器的電路設(shè)計

7.2 穩(wěn)壓器與基準電壓源的電路設(shè)計

7.2.1 穩(wěn)壓器的電路設(shè)計

7.2.2 基準電壓源的電路設(shè)計

7.3 集成運放其他應(yīng)用電路的設(shè)計

7.3.1 接口電路與邏輯電路的設(shè)計

7.3.2 驅(qū)動器與衰減器的電路設(shè)計

7.3.3 阻抗變換電路及其他電路的設(shè)計

參考文獻