集成运算放大器的特点是什么 - 全文

　　什么是集成运算放大器

　　集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。

　　集成运算放大器的组成及功能

　　集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合放大器，主要由输入、中间、输出三部分组成。输入部分是差动放大电路，有同相和反相两个输入端；前者的电压变化和输出端的电压变化方向一致，后者则相反。中间部分提供高电压放大倍数，经输出部分传到负载。它的引出端子和功能如图所示。其中调零端外接电位器，用来调节使输入端对地电压为零（或某一预定值）时，输出端对地电压也为零（或另一个预定值）。补偿端外接电容器或阻容电路，以防止工作时产生自激振荡（有些集成运算放大器不需要调零或补偿）。供电电源通常接成对地为正或对地为负的形式，而以地作为输入、输出和电源的公共端。参数 表征集成运算放大器性能的参数有30多个，常用的有以下10种。

　　1）开环差模电压放大倍数：简称开环增益，表示运算放大器本身的放大能力。一般为50 000～200 000倍。

　　2）输入失调电压：表示静态时输出端电压偏离预定值的程度。一般为2～10mV（折合到输入端）。

　　3）单位增益带宽：表示差模电压放大倍数下降到1时的频率。一般在1MHz左右。

　　4）转换速率（又称压摆率）：表示运算放大器对突变信号的适应能力。一般在0.5V/μs左右。

　　5）输出电压和电流：表示运放的输出能力。一般输出电压峰值至峰值要比电源电压低1～3V，短路电流在25mA左右。

　　6）静态功耗：表示无信号条件下运放的耗电程度。当电源电压为±15V时，静态功耗双极型晶体管一般为50～100mW，场效应管一般为1mW。

　　7）输入失调电压温度系数：表示温度变化对失调电压的影响。一般为3～5μV/℃（折合到输入端）。

　　8）输入偏置电流：表示输入端向外界索取电流的程度。双极型晶体管一般为80～500nA，场效应管一般为1nA。

　　9）输入失调电流：表示流经两个输入端电流的差别。双极型晶体管一般为20～200nA，场效应管一般小于1nA。

　　10）共模抑制比：表示运放对差模信号的放大倍数和对共模信号放大倍数之比。一般为70～90dB。

　　集成运放的特点

　　集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的直接耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算，故而得名。

　　（1）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电路和电流源电路。

　　（2）用复杂电路实现高性能的放大电路，因为电路的复杂化并不带来工艺的复杂性。

　　（3）用有源元件替代无源元件，如用晶体管取代难于制作的大电阻。

　　（4）采用复合管。

　　集成运放电路的原理图

　　

　　若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。

　　集成运放电路四个组成部分的作用

　　

　　偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。

　　输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大， Ac小，输入端耐压高。

　　中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。

　　输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。

　　集成运放的电压传输特性