集成運(yùn)算放大器的電路可分為輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四個(gè)基本組成部分(圖1)
輸入級(jí)是提高運(yùn)算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分,要求其輸入電阻高,能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號(hào)。輸入級(jí)都采用差分放大電路,它有同相和反相兩個(gè)輸入端。
中間級(jí)主要進(jìn)行電壓放大,要求它的電壓放大倍數(shù)高,一般由共發(fā)射極放大電路構(gòu)成。
輸出級(jí)與負(fù)載相連,要求其輸出電阻低,帶負(fù)載能力強(qiáng),能輸出足夠大的電壓和電流,一般由互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路或射極輸出器構(gòu)成。
偏置電路的作用是為上述各級(jí)電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電流,決定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn),一般由各種恒流源電路構(gòu)成。
按照運(yùn)算放大器的參數(shù)分類(lèi),可分為如下10類(lèi):
1.通用型集成運(yùn)算放大器
通用型集成運(yùn)算放大器是指它的技術(shù)參數(shù)比較適中,可滿足大多數(shù)情況下的使用要求。通用型集成運(yùn)算放大器又分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型屬低增益運(yùn)算放大器, Ⅱ型屬中增益運(yùn)算放大器,Ⅲ型為高增益運(yùn)算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的產(chǎn)品,其輸入失調(diào)電壓在2mV 左右,開(kāi)環(huán)增益一般大于80dB 。這類(lèi)器件的主要特點(diǎn)是價(jià)格低廉、產(chǎn)品量大面廣,其性能指標(biāo)能適合于一般性使用。
2. 高精度集成運(yùn)算放大器
高精度集成運(yùn)算放大器是指那些失調(diào)電壓小,溫度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的運(yùn)算放大器。這類(lèi)運(yùn)算放大器的噪聲也比較小。其中單片高精度集成運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓可小到幾微伏,溫度漂移小到幾十微伏每攝氏度。
3 高速型集成運(yùn)算放大器
在快速A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、視頻放大器中,要求集成運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR一定要高,有的可達(dá)2 - 3kV/μs。單位增益帶寬BWG一定要足夠大,像通用型集成運(yùn)放是不能適合于高速應(yīng)用的場(chǎng)合的。高速型運(yùn)算放大器主要特點(diǎn)是具有高的轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)。
4 高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器
高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器的輸入阻抗十分大,輸入電流非常小。這類(lèi)運(yùn)算放大器的輸入級(jí)往往采用MOS 管。
5. 低功耗集成運(yùn)算放大器
低功耗集成運(yùn)算放大器工作日才的電流非常小,電源電壓也很低,整個(gè)運(yùn)算放大器的功耗僅為幾十微瓦。這類(lèi)集成運(yùn)算放大器多用于便攜式電子產(chǎn)品中。由于電子電路集成化的最大優(yōu)點(diǎn)是能使復(fù)雜電路小型輕便,所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,必須使用低電源電壓供電、低功率消耗的運(yùn)算放大器相適用。
6 寬頻帶集成運(yùn)算放大器
寬頻帶集成運(yùn)算放大器的頻帶很寬,其單位增益帶寬可達(dá)千兆赫以上,往往用于寬頻帶放大電路中。
7. 高壓型集成運(yùn)算放大器
運(yùn)算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運(yùn)算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏,輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運(yùn)放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路,即可輸出高電壓和大電流。一般集成運(yùn)算放大器的供電電壓在15V 以下,而高壓型集成運(yùn)算放大器的供電電壓可達(dá)數(shù)十伏。
8. 功率型集成運(yùn)算放大器
功率型集成運(yùn)算放大器的輸出級(jí),可向負(fù)載提供比較大的功率輸出。
9. 低溫漂型運(yùn)算放大器
在精密儀器、弱信號(hào)檢測(cè)等自動(dòng)控制儀表中,總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。低溫漂型運(yùn)算放大器就是為此而設(shè)計(jì)的。
10. 可編程控制運(yùn)算放大器
在儀器儀表得使用過(guò)程中都會(huì)涉及到量程的問(wèn)題。為了得到固定電壓輸出,就必須改變運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)。
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