2022-2023学年高二物理竞赛课件：集成运放的种类及选择

集成运放的种类及选择 2 集成运放的种类及选择 集成运放的发展概况 　　第一代产品基本沿用了分立元件放大电路的设计思想,采用了集成数字电路的制造工艺，利用少量横向PNP管,构成以电流源做偏置电路的三级直接耦合放大电路。但是，它各方面性能都远远优于分立元件电路，满足了一般应用的要求。典型产品有A709、国产的F003、5G23等。 　　第二代产品普遍采用了有源负载，简化了电路的设计，并使开环增益有了明显的提高，各方面性能指标比较均衡，因此属于通用型运放，应用非常广泛。典型的产品有A741、LM324、国产的F007、F324、5G24等。 　　第三代产品的输入级采用了超管， 值高达1000～5000倍，而且版图设计考虑了热效应的影响，从而减小了失调电压、失调电流及它们的温漂，增大了共模抑制比和输入电阻。典型产品有AD508、MC1556、国产的F1556、F030等 　　第四代产品采用了斩波稳零和动态稳零技术，使各性能指标参数更加理想化，一般情况下不需要调零就能正常工作，大大提高了精度。典型产品有HA2900、SN62088、国产的5G7650等。 3 4.5.2　集成运放的种类 4 一、按工作原理分类 互阻型： 跨导型： 电流放大型： 电压放大型： = 属于这类产品。 、 路为互阻放大电路。 种电 的量纲为电阻，故称这 ， ，即 的电压源 8011 8009 AD AD A i A u u ui I ui O O 控制 由电流 电压，输出回路等效成 将输入电流转换成输出 i I 属于这类产品。 、 。 跨导，常记作 与输入电压之比，故称 3080 3080 F LM g m = 出电流 的量纲为跨导，它是输 ， ，即 的电流源 A u A i i iu I iu O O 控制 由电压 电流，输出回路等效成 将输入电压转换成输出 u I = 控制的电流源 路等效成由电流 实现电流放大，输出回 i 属于这类产品。 、 。 F1900 LM3900 i A i I i O I 控制的电压源 路等效成由电压 实现电压放大，输出回 u = 均属于这类产品。 、 、 。 C14573 F324 F007 u A u I od O I 5 二、按可控性分类 1.可变增益运放 （a）由外接的控制电压uC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uC从0变为-2V时， Aod从-40dB变为+40dB，中间连续可调。 （b）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A1、 A2 、 A3 ，当给定不同的二进制码时， Aod将不同。 6 2.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。 + - A1 + - uIA + - A2 + - uIB A3 S uO 两通道选通运放OPA676的原理示意图 7 三、按性能指标分类 1.通用型 80～120 mW 功耗 0.5～0.7 V/ s SR 0.5～2 MHz 单位增益带宽 70～90 dB KCMR 0.3～7  IIB 0.2～2  IIO 2 ～5 mV UIO 0.5 ～ 2 M rid 65～100 dB Aod 数值范围 单位 参数 表4.5.1 通用型运放的性能指标 8 高阻型、高速型、高精度型和低功耗型 2.特殊型 高阻型：rid>109 ； 适用：测量放大电路等； 高速型：增益带宽高 ； 适用：A/D,D/A转换等； 高精度型：低失调，低温漂，低噪声，高增益； 适用：高精度仪器设备等； 9 4.5.3 运放的选择 一、信号源的性质　　二、负载的性质　　 三、精度要求　　　　四、环境条件 查手册，选型号 首选：通用型，通用型不能满足要求时，选择特殊型。 根据： 10 ４.６　集成运放的使用 4.6.1 使用时必做的工作 1、集成运放的外引线（管脚） 2、参数测量 3、调零或调整偏置电压 4、消除自激振荡 4.6.2 保护措施 1、输入保护 + - A D1 D2 R 防止输入差模信号幅值过大 的输入保护措施 防止输入共模信号幅值过大 的输入保护措施 + - A D1 D2 R -V +V 11 2、输出保护 - + A Dz R 输出保护电路 3、电源端保护 - + A D1 D2 +VCC -VCC 电源端保护 12 当有输入信号时， 虽然运放供电电源电压总值(uB1 - uB2 )没变，但实际上，当uO =+15V时，运放的正电源电压uB1约