集成运放的种类

Answer 1

集成运算放大器的分类
按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。 精密运算放大器一般指失调电压低于1mV的运放并同时强调失调电压随温度的变化漂移值要小于100V。对于直流输入信号，VOS和它的温漂足够小就行了，但对于交流输入信号，我们还必须考虑运放的输入电压噪声和输入电流噪声，在很多应用情况下输入电压噪 声和输入电流噪声显得更为重要一些。同时，很多应用设计中需要使用可编程高精密运算放大器（PVGA），在信号链中对放大倍数进行动态调整。
在用于实现许多高端传感器的输入处理设计时，如何选择最佳的精密运算放大器却存在一些挑战。
在传感器类型和（或）其使用环境带来许多特别要求时，例如超低功耗、低噪声、零漂移、轨到轨输入及输出、可靠的热稳定性和对数以千计读数和（或）在恶劣工作条件下提供一致性能的可再现性，运算放大器的选择就会变得特别困难。
在基于传感器的复杂应用中，设计者需要进行多方面考虑，以便获得规格与性能最佳组合的精密运算放大器，同时还需要考虑成本。具体而言，斩波稳定型运算放大器（零漂移放大器）非常适用于要求超低失调电压以及零漂移的应用。斩波运算放大器通过持续运行在芯片上实现的校准机制来达到高DC精度。
精密运算放大电路与普通运算放大电路的区别：
普通运算放大电路构成一般类似，精密放大电路会多一些电源去耦，滤波等特殊设计的电路。主要区别在于运算放大器上，精密运算放大器的性能比一般运放好很多，比如开环放大倍数更大，CMRR更大，速度比较慢，GBW，SR一般比较小。失调电压或失调电流比较小，温度漂移小，噪声低等等。好的精密运放的性能远不是一般运算放大器可以比得，一般运放的失调往往是几个mV，而精密运放可以小到1uV的水平。要放大微小的信号，必须用精密运放，用了一般的运放，它自身都会带入很大的干扰。要通过外围电路改善，小幅或者微调可以，但无法大幅度或者彻底改变。
将来随着各种新型传感器的推出，人们对电子设备性能要求越来越高，大量自动化设备投入使用，低失调、低噪声的高精密放大器将会在医疗电子、测量仪表、汽车电子、工业自动化设备等领域大显身手。高精密运算放大器的性能指标将与时俱进，向着更低电压电流噪声更低的失调电压、更低的失调电压温漂、更大带宽、更小功耗、更高电压方向不断创新，产品不断推陈出新，满足客户不断提高的设计需求。
最常用的精密运放就是OP07，以及它的家族，OP27，OP37，OP177，OPA2333。其他的还有很多，比如美国AD公司的产品，很多都是OPA带头的。 集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种器件。在由运算放大器组成的各种系统中,由于应用要求不一样,对运算放大器的性能要求也不一样。
在没有特殊要求的场合,尽量选用通用型集成运放,这样既可降低成本,又容易保证货源。当一个系统中使用多个运放时,尽可能选用多运放集成电路。
评价集成运放性能的优劣,应看其综合性能。一般用优值系数K来衡量集成运放的优良程度,其定义为：式中,SR为转换率,单位为V/ms,其值越大,表明运放的交流特性越好;Iib为运放的输入偏置电流,单位是nA;VOS为输入失调电压,单位是mV。Iib和VOS值越小,表明运放的直流特性越好。所以,对于放大音频、视频等交流信号的电路,选SR（转换速率）大的运放比较合适;对于处理微弱的直流信号的电路,选用精度比较的高的运放比较合适（既失调电流、失调电压及温飘均比较小）。
实际选择集成运放时,除优值系数要考虑之外,还应考虑其他因素。例如信号源的性质,是电压源还是电流源;负载的性质,集成运放输出电压和电流的是否满足要求;环境条件,集成运放允许工作范围、工作电压范围、功耗与体积等因素是否满足要求。 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）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,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。
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,当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时,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。
3．集成运放的自激振荡问题
运算放大器是一个高放大倍数的多级放大器,在接成深度负反馈条件下,很容易产生自激振荡。为使放大器能稳定的工作,就需外加一定的频率补偿网络,以消除自激振荡。
另外,防止通过电源内阻造成低频振荡或高频振荡的措施是在集成运放的正、负供电电源的输入端对地一定要分别加入一电解电容（10mF）和一高频滤波电容（0.01mF~0.1mF）。
4．集成运放的保护问题
集成运放的安全保护有三个方面：电源保护、输入保护和输出保护。
（1）电源保护。电源的常见故障是电源极性接反和电压跳变。电源反接保护和电源电压突变保护电路，对于性能较差的电源,在电源接通和断开瞬间,往往出现电压过冲。采用FET电流源和稳压管钳位保护,稳压管的稳压值大于集成运放的正常工作电压而小于集成运放的最大允许工作电压。FET管的电流应大于集成运放的正常工作电流。
（2）输入保护。集成运放的输入差模电压过高或者输入共模电压过高（超出该集成运放的极限参数范围）,集成运放也会损坏。
（3）输出保护。当集成运放过载或输出端短路时,若没有保护电路,该运放就会损坏。但有些集成运放内部设置了限流保护或短路保护,使用这些器件就不需再加输出保护。对于内部没有限流或短路保护的集成运放。

Answer 2

集成运放的种类
从前面集成运放典型电路的分析可知，按供电方式可将运放分为双电源供电和单电源供电，在双电源供电中又分正、负电源对称型和不对称型供电。按集成度 ( 即一个芯片上运放个数 ) 可分为单运放、双运放和四运放，目前四运放日益增多。按制造工艺可将运放分为双极型、 CMOS型和BiFET型，双极型运放一般输入偏置电流及器件功耗较大，但由于采用多种改进技术，所以种类多、功能强；CMOS型运放输入阻抗高、功耗小，可在低电源电压下工作，初期产品精度低、增益小、速度慢，但目前已有低失调电压、低噪声、高速度、强驱动能力的产品；BiEET型运放采用双极型管与单极型管混合搭配的生产工艺，以场效应管作输入级，使输入电阻高达1012Ω以上，目前有电参数各不相同的多种产品。
除以上三种分类方法外，还可从内部电路的工作原理、电路的可控性和电参数的特点等三个方面分类，下面简单加以介绍。
1、按工作原理分类
电压放大型
实现电压放大，输出回路等效成由电压vI控制的电压源vO=Aod vI。F007、F324、C14573均属这类产品。
电流放大型
实现电流放大，输出回路等效成由电流iI控制的电流源iO=AiiI。LM3900、F1900属于这类产品。
跨导型
将输入电压转换成输出电流，输出回路等效成由电压vI控制的电流源iO，即iO=AgvI，Ag的量纲为电导，它是输出电流与输入电压之比，故称跨导，常记gm。LM3080、F3080 属于这类产品。
互阻型
将输入电流转换成输出电压，输出回路等效成由电流iI控制的电压源vO，即vO =AriI，Ar的量纲为电阻，故称这种电路为互阻放大电路。AD8009、AD8011属于这类产品。
输出等效为电压源的运放，输出电阻很小，通常为几十欧；而输出等效为电流源的运放，输出电阻较大，通常为几千欧以上。
2、按可控性分类
可变增益运放
可变增益运放有两类电路，一类由外接的控制电压vC来调整开环差模增益Aod，称为电压控制增益的放大电路，如VCA610，当vC从0变为-2V时，Aod从-40dB变为+40dB，中间连续可调；另一类是利用数字编码信号来控制开环差模增益Aod，这类运放是模拟电路与数字电路的混合集成电路，具有较强的编程功能，例如AD526，其控制变量为A2、A1、A0，当给定不同的二进制码时，Aod将不同。
选通控制运放
此类运放的输入为多通道，输出为一个通道，即只有一个对“地”输出电压信号。利用输入逻辑信号的选通作用来确定电路对哪个通道的输入信号进行放大。图1所示为两通道选通控制运放OPA676的原理示意图。当生为0时，开关S倒向电路A1的输出端，电路对vIA放大，输出电压vO=Aod⋅vIA ；当为2.7V时，开关S倒向电路A2的输出端，电路对vIB放大，输出电压vO=Aod⋅vIB
；Aod为开环差模增益。由于开关起切换输入通道的作用，故也称这类电路为输入切换运放。

Answer 3

1. 通用型
　　这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言，在特性参数中具有某些优良特性的集成运放称之为特殊型或高性能型。由于各生产厂家或公司的分类方法不同，在这个厂定为特殊型的，而在另一个厂家可能定为通用型。且特殊型性能标准也在不断提高，过去定为特殊型的，现在可能定为通用型。下面介绍的方法只是作为大致的标准，在选用器件时，还是应该以特性参数值作为选择器件的标准。根据增益的高低可分为低增益（开环电压增益在60～80dB）的通用I型，主要产品有F001，4E314，X50，BG301，5G922，FC1，FC31，μA702等。中增益（开环电压增益在80～100dB）的通用Ⅱ型，主要产品有F709，F004，F005，4E304，4E320，X52，8FC2，8FC3，56006，BC305，FC52，μA7093等。高增益（开环电压增益大于100dB）的通用Ⅲ型，主要产晶有F741，F748，F101，F301，F1456，F108，XFC77，XFC81，XFC82，F006，F007，F008，4E322，8FC4，7XC141，5624，XFC51，4E322，μA741等。
　　2．低输入偏置电流、高输入阻抗型
　　在有些应用场合，如小电流测量电路、高输入阻抗测量电路、积分器、光电探测器、电荷放大器等电路，要求集成运放具有很低的偏置电流和高的输入阻抗。场效应管型集成运放具有很低的输入偏置电流和很高的输入阻抗，其偏置电流一般为0.1～50pA，其输人阻抗一般为10～10Ω。高输人阻抗运放一般指输入阻抗不低于10MΩ的器件。对于国外高输入阻抗运放，其输入阻抗均在1000CΩ以上，如μA740，；μPC152，8007等。国内产品5G28的输入阻抗大于10GΩ，F3103的输人阻抗达到10006Ω。
　　3．低输入失调电压型
　　输入失调电压是造成直流放大电路零位输出的主要原因之一。通常输入失调电压在1mV以下者为低输入失调电压型，一般为50μV～1mV。
　　4．高速型和宽频带型
　　高速型集成运放具有快速跟踪输入信号电压能力，常用摆率大小来衡量。一般摆率在5V/μS以上者为高速集成运放，通常为5～70V／μS，高速集成运放的转换速率通常比通用型集成运放的转换速率高10～100倍。高速型集成运放的主要产品有F715，F122，4E321，F318，μA207等。其中，国产的F715的转换速率达到100V／μs，F318的转换速率达到70μs，国外的μA207的转换速率达到500V／μs，个别产品已达到1000V／ μS。
　　宽频带型集成运放是以工作频率来划分的。通常，在小信号条件下用单位增益带宽来衡量，在大信号条件下用全功率带宽或用摆率来衡量。宽频带型集成运放的增益带宽一般为几十兆赫兹。这类集成运放既能做直流放大器、低中频放大器，又能做高频放大器。例如，F507的单位增益带宽为35MHz，带宽运放的低频性能与通用型集成运放相当，而高频特性比高速集成运放还要好。
　　6．高压型
　　工作电源电压越高，输出电压的动态范围越宽。一般电源电压在±20Ⅴ以上者称为高压型集成运放。采用场效应管作为输入级的集成运放，转换速率较高，其电源电压范围一般为±15～±40V。的电源电压可达±150V，输出电压可达±145V，如BB公司生产的3580J即是此类集成运放的典型产品。国内高压运放有F1536，BG315，F143等。
　　7．低功耗型
　　一般集成运放的静态功耗在50mW以上，而低功耗型集成运放的静态功耗在5mW以下，在1mW以下者称为微功耗型。一般在便携式仪器或产品、航空航天仪器中应用。
　　8．高输出电流型和功率型
　　一般集成运放输出电流能力有限，通常在10mA以下。当输出电流在50mA以上者称为高输出电流型。输出电流在IA以上者通常称为功率型集成运放。大电流集成运放实际上是电流放大器，此类集成运放的输出电流通常为±200～±600mA，输出电阻约为1Ω。电流放大器的典型应用是串接在通用型集成运放之后进行扩展。这类产品有F3401，MC3401，LM3900等。
　　9．低噪声型
　　在对微弱信号进行放大时，集成运放的噪声特性就是一项重要的特性参数。一般等效输入电压在2pV以下者为低噪声型。这类产品有F5037，XFC88等。
　　10．多元型
　　多元集成运放也叫复合集成运放，它是在一个芯片上同时集成2个或2个以上独立的集成运放。主要产品有F747，F1437，F1537，F1558，F347，F4558，XFC80，BG320，56353等。
　　11．单电源型
　　一般集成运放都是采用双电源工作的，若用单电源，则需在电路上采取分压的办法。双电源集成运放有正、负供电系统，必然增加设备的体积和重量，因此在某些场合需要单电源工作的运放，如航空航天及野外使用，对电源的体积、重量要求轻的电子设各。主要产品有F3140，F124，F158，F358，7XC348，SF324等。
　　12．跨导型
　　这是利用输入电压来控制输出电流的集成运放，跨导可以通过外加偏置的方法来改变，输出电流能够在很宽范围内变化。主要产品有F3401，MC3401，LM3900等。
　　13．程控型
　　程控型集成运放能用外部电路控制其工作状态。这种集成运放当偏置电流值改变时，它的参数也将随着变化，使用灵活，特别适用于测量电路。
　　14．组件型
　　组件型集成运放是利用单片式集成电路和分立元件组合而成的一种具有独特性能的电路，其电气性能可远远超过同类型的产品，因此是一种品种发展很快，而又具有广阔前景的一类电路。比较常见的品种有：低漂移集成运放组件ZF03，OP3等，比普通低漂移集成运放的失调电压低一个数量级，广泛用于直流微弱信号的放大，如各种低漂移传感器的前置放大。静电型放大器ZF3lOJ，AD310J等，其输入偏流极小，比MOS型场效应管做差分放大器的输入偏流还低1～2个数量级。这样微小的输人电流可与静电放大用的电子管相比拟，广泛用于离子流检测、微电流放大器、电流／电压变换器、长周期保持电路、高输人阻抗缓冲放大器等。数据放大器采用两个低漂移运放作为差分输入级，然后将其输出信号加到做差分放大器的第三只运放上进行放大后输出信号，其闭环增益固定为10倍、100倍、1000倍等，也可用外接的电位器进行调整，它的失调电压温漂小，共模抑制比高，广泛用于仪器仪表中作为前置放大器，主要产品有AD605等。

　　

来源:ks99
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Answer 4

集成运放
集成电路是把晶体管、必要的元件以及相互之间的连接同时制造在一个半导体芯片上（如硅片），形成具有一定电路功能的器件。
中文名
集成运放
性质
形成具有一定电路功能的器件
特点
体积小、质量轻、功耗低
分类
小、中、大规模和超大规模
与分立元件组成的放大电路相比，具有体积小、质量轻、功耗低、工作可靠、安装方便而又价格便宜等特点。
集成电路就其集成密度而言，有小规模、中规模、大规模和超大规模之分；就其所用器材来分，有双极型(NPN、PNP管)、单极型（MOS管）和两者兼容的三种类型。
在集成电路中，相邻原件的参数具有良好的一致性。
1.1集成运算放大器
简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性能、低价位，在大多数情况下，已经取代了分立原件放大电路！
集成运放一般由输入端、输出端、偏置电路和中间集四部分组成。

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与分立元件组成的放大电路相比，具有体积小、质量轻、功耗低、工作可靠、安装方便而又价格便宜等特点。
集成电路就其集成密度而言，有小规模、中规模、大规模和超大规模之分；就其所用器材来分，有双极型(NPN、PNP管)、单极型（MOS管）和两者兼容的三种类型。
在集成电路中，相邻原件的参数具有良好的一致性。
1.1集成运算放大器
简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性能、低价位，在大多数情况下，已经取代了分立原件放大电路！
集成运放一般由输入端、输出端、偏置电路和中间集四部分组成。