什么是集成運算放大器

　　集成運算放大器（Integrated Operational Amplifier）簡稱集成運放，是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。

　　集成運算放大器的組成及功能

　　集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合放大器，主要由輸入、中間、輸出三部分組成。輸入部分是差動放大電路，有同相和反相兩個輸入端；前者的電壓變化和輸出端的電壓變化方向一致，后者則相反。中間部分提供高電壓放大倍數(shù)，經(jīng)輸出部分傳到負(fù)載。它的引出端子和功能如圖所示。其中調(diào)零端外接電位器，用來調(diào)節(jié)使輸入端對地電壓為零（或某一預(yù)定值）時，輸出端對地電壓也為零（或另一個預(yù)定值）。補償端外接電容器或阻容電路，以防止工作時產(chǎn)生自激振蕩（有些集成運算放大器不需要調(diào)零或補償）。供電電源通常接成對地為正或?qū)Φ貫樨?fù)的形式，而以地作為輸入、輸出和電源的公共端。參數(shù) 表征集成運算放大器性能的參數(shù)有30多個，常用的有以下10種。

　　1）開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)：簡稱開環(huán)增益，表示運算放大器本身的放大能力。一般為50 000～200 000倍。

　　2）輸入失調(diào)電壓：表示靜態(tài)時輸出端電壓偏離預(yù)定值的程度。一般為2～10mV（折合到輸入端）。

　　3）單位增益帶寬：表示差模電壓放大倍數(shù)下降到1時的頻率。一般在1MHz左右。

　　4）轉(zhuǎn)換速率（又稱壓擺率）：表示運算放大器對突變信號的適應(yīng)能力。一般在0.5V/μs左右。

　　5）輸出電壓和電流：表示運放的輸出能力。一般輸出電壓峰值至峰值要比電源電壓低1～3V，短路電流在25mA左右。

　　6）靜態(tài)功耗：表示無信號條件下運放的耗電程度。當(dāng)電源電壓為±15V時，靜態(tài)功耗雙極型晶體管一般為50～100mW，場效應(yīng)管一般為1mW。

　　7）輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)：表示溫度變化對失調(diào)電壓的影響。一般為3～5μV/℃（折合到輸入端）。

　　8）輸入偏置電流：表示輸入端向外界索取電流的程度。雙極型晶體管一般為80～500nA，場效應(yīng)管一般為1nA。

　　9）輸入失調(diào)電流：表示流經(jīng)兩個輸入端電流的差別。雙極型晶體管一般為20～200nA，場效應(yīng)管一般小于1nA。

　　10）共模抑制比：表示運放對差模信號的放大倍數(shù)和對共模信號放大倍數(shù)之比。一般為70～90dB。

　　集成運放的特點

　　集成運算放大電路，簡稱集成運放，是一個高性能的直接耦合多級放大電路。因首先用于信號的運算，故而得名。

　?。?）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大電路和電流源電路。

　?。?）用復(fù)雜電路實現(xiàn)高性能的放大電路，因為電路的復(fù)雜化并不帶來工藝的復(fù)雜性。

　　（3）用有源元件替代無源元件，如用晶體管取代難于制作的大電阻。

　　（4）采用復(fù)合管。

　　集成運放電路的原理圖

　　若將集成運放看成為一個“黑盒子”，則可等效為一個雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。

　　集成運放電路四個組成部分的作用

　　偏置電路：為各級放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。采用電流源電路。

　　輸入級：前置級，多采用差分放大電路。要求Ri大，Ad大， Ac小，輸入端耐壓高。

　　中間級：主放大級，多采用共射放大電路。要求有足夠的放大能力。

　　輸出級：功率級，多采用準(zhǔn)互補輸出級。要求Ro小，最大不失真輸出電壓盡可能大。

　　集成運放的電壓傳輸特性