运放分类及指标

运算放大器分类 运算放大器分类 一 性能指标分类一 性能指标分类 1 通用型运算放大器 通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的 这类器件的主要特点是价格低 廉 产品量大面广 其性能指标能适合于一般性使用 例 A741 单运放 LM358 双运放 LM324 四运放 以及场效应管为输入级的 LF356 都属于此种 它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器 2 高阻型运算放大器 这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高 输入偏置电流非常小 一般 rid 1G 1T IB 为几皮安到几十皮安 实现这些指标的主要措施是利用场 效应管高输入阻抗的特点 用场效应管组成运算放大器的差分输入级 用 FET 作 输入级 不仅输入阻抗高 输入偏置电流低 而且具有高速 宽带和低噪声等优点 但 输入失调电压较大 常见的集成器件有 LF355 LF347 四运放 及更高输入阻 抗的 CA3130 CA3140 等 3 低温漂型运算放大器 在精密仪器 弱信号检测等自动控制仪表中 总是希望运算放大器的失调电压要 小且不随温度的变化而变化 低温漂型运算放大器就是为此而设计的 目前常 用的高精度 低温漂运算放大器有 OP07 OP27 AD508 及由 MOSFET 组成的斩波 稳零型低漂移器件 ICL7650 等 4 高速型运算放大器 在快速 A D 和 D A 转换器 视频放大器中 要求集成运算放大器的转换速率 SR 一定要高 单位增益带宽 BWG 一定要足够大 像通用型集成运放是不能适合于高 速应用的场合的 高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率 响应 常见的运放有 LM318 A715 等 其 SR 50 70V ms BWG 20MHz 5 低功耗型运算放大器 由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便 所以随着便携式仪器 应用范围的扩大 必须使用低电源电压供电 低功率消耗的运算放大器相适用 常用的运算放大器有 TL 022C TL 060C 等 其工作电压为 2V 18V 消耗电流 为 50 250 A 目前有的产品功耗已达 W 级 例如 ICL7600 的供电电源为 1 5V 功 耗为 10mW 可采用单节电池供电 6 高压大功率型运算放大器 运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制 在普通的运算放大器中 输出电 压的最大值一般仅几十伏 输出电流仅几十毫安 若要提高输出电压或增大输出 电流 集成运放外部必须要加辅助电路 高压大电流集成运算放大器外部不需附 加任何电路 即可输出高电压和大电流 例如 D41 集成运放的电源电压可达 150V A791 集成运放的输出电流可达 1A 7 低输入偏流型 当运放的输入偏流为零时 便是理想的运放 其输入偏流 IB 是用运放的两 个输入端电流平均值来定义的 因此该值越小 性能越高 当环境温度 T 25 时 不同结构不同类型的低输入偏流型运放 其偏流值应在以下规定范 围内 双极型运放 25nA l A 场效应管输入型运放 1 A 50 A MOS 输入型运放 0 1 A CMOS 输入型运放 0 1 A 采用低偏流放大器的电路 有 小电流测定电路 需要高阻抗的电路 积分器 电流 电压转换器 高阻 抗转换器等 8 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 9 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 10 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 11 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 高精密运算放大器 射频放大器 宽带放大器 仪表放大器 低输入失调电压 型 高输出电流型 低噪型 组件型和其它放大器 二 原理分类二 原理分类 1 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 2 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 3 BiFET 型运放 采用双极型管和单极型管混合搭配的生产工艺 以场效应管 作输入级 输入电阻高 三 通道数分类三 通道数分类 运放有单运放 双运放 四运放之分 1 单运放 以标识点开始逆时针转 1 8 反向输入端 2 同向输入端 3 补偿端 1 5 正负端 7 4 输出端 6 例如 通用型 CF741 低功耗 CF253 高精度型 CF725 高阻型 TL081 高速型 LM318 宽带型 LF351 2 双运放 以标识点开始逆时针转 1 8 反向输入端 2 6 同向输入端 3 5 正负端 8 4 输出端 1 7 例如 通用型 LM157 高阻型 TL082 宽带型 LF353 低噪声型 NE5532 3 四运放 以标识点开始逆时针转 1 7 8 14 反向输入端 2 6 9 13 同向输入端 3 5 10 13 正负端 4 11 输出端 1 7 8 14 例如 通用型 LM324 高阻型 TL084 宽带型 LF347 低噪型 OPA4131 运算放大器性能指标 运算放大器性能指标 1 共模输入电阻 RINCM 该参数表示运算放大器工作在线性区时 输入共模电压范围与该范围内偏置电 流的变化量之比 2 直流共模抑制 CMRDC 该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力 3 交流共模抑制 CMRAC CMRAC 用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力 是差模开环增益除以共模开环增益的函数 4 增益带宽积 GBW 增益带宽积 AOL 是一个常量 定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以 20dB 十倍频程滚降的区域 5 输入偏置电流 IB 该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流 6 输入偏置电流温漂 TCIB 该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量 TCIB 通常以 pA C 为 单位表示 7 输入失调电流 IOS 该参数是指流入两个输入端的电流之差 8 输入失调电流温漂 TCIOS 该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量 TCIOS 通常以 pA C 为 单位表示 9 差模输入电阻 RIN 该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比 电压的变化导致 电流的变化 在一个输入端测量时 另一输入端接固定的共模电压 10 输出阻抗 ZO 该参数是指运算放大器工作在线性区时 输出端的内部等效小信号阻抗 11 输出电压摆幅 VO 该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的最大电压摆幅的峰峰值 VO 一般定义在特定的负载电阻和电源电压下 12 功耗 Pd 表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率 Pd 通常定义在空载情况下 13 电源抑制比 PSRR 该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力 PSRR 通 常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示 14 转换速率 压摆率 SR 该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值 SR 通常 以 V s 为单位表示 有时也分别表示成正向变化和负向变化 15 电源电流 ICC IDD 该参数是在指定电源电压下器件消耗的静态电流 这些参数通常定义在空载情 况下 16 单位增益带宽 BW 该参数指开环增益大于 1 时运算放大器的最大工作频率 17 输入失调电压 VOS 该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差 18 输入失调电压温漂 TCVOS 该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化 通常以 V C 为单位表示 19 输入电容 CIN CIN 表示运算放大器工作在线性区时任何一个输入端的等效电容 另一输入端接 地 20 输入电压范围 VIN 该参数指运算放大器正常工作 可获得预期结果 时 所允许的输入电压的范围 VIN 通常定义在指定的电源电压下 21 输入电压噪声密度 eN 对于运算放大器 输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入端的串