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集成運放應用,了解、認識、掌握OP“家族”成員，恰當選用它們，無疑對電子產(chǎn)品開發(fā)、電子設備的技術(shù)改造，電子電路的工程設計，電子產(chǎn)品的維護保養(yǎng)都是大有助益的。 弄清OP的電氣特性，并能正確測試諸多參數(shù)是準確選擇OP、正確使用OP的前提。 下面扼要介紹OP的重要電氣參數(shù)的概念和測試電路。,1,按構(gòu)成分類,1、BJT ua741、lm324、lm358 2、CMOS （驅(qū)動力差） ch14574、icl7613 3、Bi-MOS ca3130、ca3140 4、Bi-JFET lf356、lf357,2,當代運放的六支勁旅,時下發(fā)展最快的OP，是最具有特色的六大類OP。 ①通用OP； ②高精度OP； ③低噪聲OP； ④微偏流OP； ⑤高速OP； ⑥低功耗OP。,3,（一）通用OP系列,顧名思義，通用OP是指沒有特殊要求（如低噪、微偏流等），在普通電路中廣泛使用的性價比較好的運算放大器。 通用OP初期典型產(chǎn)品是μA709、μA741（已興旺30年了）和LM30lA等。其中μA741是內(nèi)部有相位補償電路的先驅(qū)產(chǎn)品。至今電子工作者都非常喜用它，可稱是初期OP設計最為成功的優(yōu)秀產(chǎn)品。但是741的輸入級為雙極晶體管，所以偏流大，這是它的缺點。為了克服這些缺點，LF356和TL071等采用了FET作輸入級。但FET作輸入級的偏壓大，這又成了改進品的缺點。進一步的改進是LF1411和AP7ll等內(nèi)有均衡的偏壓小的OP。其它新產(chǎn)品，內(nèi)部也已廣泛使用這種均衡技術(shù)。 開始741在音響中使用，它的AC特性和噪聲特性較好，后來性能更好的RC4558和NE5532登場了，進一步改良后的產(chǎn)品是LM833，它基本上能適應一般音響對AC和噪聲特性以及轉(zhuǎn)換速率方面的要求。,4,5,6,（二）高精度OP系列,精密電子儀器儀表常常需要輸入電壓非常小，漂移很小的高精度OP。 高精度OP最重要的參數(shù)是失調(diào)電壓和漂移等DC參數(shù)，這個值越小精度越高，其價值也越大。而頻率特性就相對不那么重要了，通頻帶限制在DC～10Hz的范圍。 過去的高精度OP的典型產(chǎn)品是OP07等。產(chǎn)品內(nèi)偏置電路采用齊納二極管補償平衡的偏置調(diào)整技術(shù)，這在當時是具有卓越的DC特性的產(chǎn)品。使用中，假設mV放大器設計要求增益大，那么當開環(huán)增益太小時就容易產(chǎn)生非線性失真。,7,8,（三）低頻噪OP系列,在高精度OP中，也談到“低頻噪聲特性”的重要性。 那里是指在DC附近（0.1～10Hz）頻帶內(nèi)噪聲低的重要性。這里所講的低噪OP，是寬帶范圍內(nèi)噪聲都很小的一類OP。 過去市面上廣泛運用的低噪OP的代表產(chǎn)品為表le的OP27／37，其輸入噪聲電壓密度為3.2nV／√Hz，這在當時曾引起轟動。而新產(chǎn)品達到1nV／√Hz已不足為奇了。最新低噪OP從音響專用品到100MHz高頻的品質(zhì)都有顯著的提高。,9,10,（四）微偏流OP系列,隨著電子電路進一步微型化，以及與特種傳感器配接，要求輸入偏流進一步減小，盡管過去通用OP輸入偏流已小開nA或pA的程度，但還是滿足不了要求。微電流OP的最新產(chǎn)品是偏流為fA級的新品。 微小電流OP的傳統(tǒng)產(chǎn)品如表1g中μPC252A和ICH8500A，這兩款都是MOSFET管做輸入級。輸入偏流小，不容申辯失調(diào)電壓和漂移電壓也應相應的小才能滿足要求，這已是眾所周知的事實；偏流會隨溫度升高而增大，溫度每上升10℃，電流大概將翻倍。,11,,12,（五）高速OP系列,通用OP和高精度OP是用在信號頻率比較低的場合，屬電壓負反饋型。高速OP運用在高頻寬帶電子設備中。高速OP改用電流負反饋模式，與電壓負反饋相比具有不少優(yōu)越性，尤其在高頻寬帶和高轉(zhuǎn)換速度方面更勝一籌。 過去的高速OP如表1i中HA2525，它與其它通用OP不同，在OP外部安排了相位補償電路，設置合適的增益，正確設計相位補償網(wǎng)絡，使頻響寬帶化。對初學者來說，設計合格的相位補償當然不是一件容易的事。 LM318在內(nèi)部使用了前饋技術(shù)，將低速的PNP管成功地實現(xiàn)了高速化，但前饋技術(shù)的缺點是脈沖響應要產(chǎn)生過份的上沖。 最新高速OP不只是在電路技術(shù)上下功夫，而是開發(fā)高速化的制造工藝技術(shù)。一些廠家采用了多種新工藝，如CB（互補對）、DI（電介質(zhì)隔離）、VIP（垂直集成PNP）等來實現(xiàn)高速。由于這些工藝上的進步，將截止頻率fT只有100MHz的PNP管，改造成能達數(shù)百兆的晶體管了。 電流反饋型高速OP是典型的新精品OP，典型代表產(chǎn)品如表1J。低耗電（5mA）頻帶寬880MHz的AD8001A就是采用XFCB（特高速互補對雙極晶體管）工藝制造而成。轉(zhuǎn)換速度高達1200V/μs，0.1％的建立時間為10ns的理想品。,13,14,（六）低功耗OP系列,低功耗電子電路是發(fā)展的大趨勢，對OP的要求也不例外。研究開發(fā)提供微小電流也能工作的OP已有很長歷史。 以往開發(fā)的微功耗OP的典型代表產(chǎn)品如表1中的LM4250和μPC253。這種產(chǎn)品與前述產(chǎn)品不同，電源電流在1μA以下也能工作。當然價格比通用品昂。,15,,16,運算放大器的選擇原則與思路,原則：為某項應用選擇最佳的運算放大器需要對種種相互關聯(lián)的要求進行研究 。 思路：外形尺寸、成本和性能（重點討論） 。,17,增益帶寬乘積(GBW),電壓反饋型增益運算放大器的增益帶寬決定在某項應用中的有用帶寬。該可用帶寬近似于增益帶寬與該應用的閉環(huán)增益的商。對于電壓反饋型放大器，GBW是常數(shù)。許多應用都因選擇寬得多的帶寬/轉(zhuǎn)換速率運算放大器而獲益，以實現(xiàn)低失真、極佳的線性、良好的增益準確度、增益平坦度及其他受反饋系數(shù)影響的特性。,18,功耗(LQ要求),靜態(tài)電流是許多應用中的重要問題。由于運算放大器有可能對整個系統(tǒng)的功率分配產(chǎn)生巨大的影響，因此靜態(tài)電流是至關重要的設計依據(jù)，尤其是在電池供電型應用中。,19,軌-軌性能,軌至軌輸出可提供最大的輸出電壓擺幅，以實現(xiàn)最寬的動態(tài)范圍。在便攜式、小型化的應用場合，對運放的低電壓、低功耗及最大效率提出了更高的要求:軌-軌運算放大器，即滿電源電壓運放具有較高所的電源利用率。此類運放的電源電壓與輸出電壓之間的電壓差較低，如軌-軌輸出所的LMV931在5V供電時其輸出的典型值可達4.967V(負載為2KΩ的情況)，而且此電路能在1.8V、2.5V或5V電源供電下工作。,20,電壓噪聲(VN),由放大器產(chǎn)生的噪聲可能會對系統(tǒng)的極限動態(tài)范圍、準確度或分辨率有所限制。即使在慢速DC測量中，低噪聲運算放大器也能夠提高準確度。,21,失調(diào)電壓/失調(diào)電流,在直流/直流耦合精密放大中必須注意失調(diào)電壓/失調(diào)電流的影響。根據(jù)需要選擇低失調(diào)的運放。,22,輸入偏置電流(IB),由于受到源阻抗或反饋阻抗的影響而可能產(chǎn)生失調(diào)誤差。采用高源阻抗或高阻抗反饋元件(比如跨阻抗放大器或積分器)的應用往往要求低輸入偏置電流。FET輸入和CMOS運算放大器一般可提供非常低的輸入偏置電流。,23,壓擺率,放大器輸出的最大變化率。當把大信號驅(qū)動至高頻時它是很重要的。運算放大器的可用大信號帶寬由壓擺率來決定(f=SR／2∏A),24,運放的負載能力,25,增益帶寬,26,共模抑制比,27,壓擺率,28,增益帶寬積,29,大信號頻率響應,(f=SR／2∏A),30,