快捷搜索:  xxx  as

集成运算放大器是由多级直接耦合放大电路组成

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

自从1964年美国仙童公司研制出第一个单片集成运算放大年夜器μA702以来,集成运算放大年夜器获得了广泛的利用,它已成为线性集成电路中品种和数量最多的一类。

国标统一命名律例定,集成运算放大年夜器各个品种的型号有字母和阿拉伯数字两大年夜部分组成。字母在首部,统一采纳CF两个字母,C表示国标,F表示线性放大年夜器,其后的数字表示集成运算放大年夜器的类型。

它的增益高(可达60~180dB),输入电阻大年夜(几十千欧至百万兆欧),输出电阻低(几十欧),共模抑制比高(60~170dB),掉调与飘移小,而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特征,适用于正,负两种极性旌旗灯号的输入和输出。

模拟集成电路一样平常是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成,这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包孕稀有十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。

运算放大年夜器除具有+、-输入端和输出端外,还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的闭环放大年夜倍数取决于外接反馈电阻,这给应用带来很大年夜方便  。

集成运算放大年夜器是一种具有高电压放大年夜倍数的直接耦合放大年夜器,主要由输入、中心、输出三部分组成。输入部分是差动放大年夜电路,有同相和反相两个输入端;前者的电压变更和输出真个电压变更偏向同等,后者则相反。中心部分供给高电压放大年夜倍数,经输出部分传到负载。它的引出端子和功能如图所示。此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,以防止事情时孕育发生自激振荡(有些集成运算放大年夜器不必要调零或补偿)。供电电源平日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。

表征集成运算放大年夜器机能的参数有30多个,常用的有以下10种。

1、开环差模电压放大年夜倍数:简称开环增益,表示运算放大年夜器本身的放大年夜能力。一样平常为50 000~200 000倍。

2、输入掉调电压:表示静态时输出端电压偏离预定值的程度。一样平常为2~10mV(折合到输入端)。

3、单位增益带宽:表示差模电压放大年夜倍数下降到1时的频率。一样平常在1MHz阁下。

4、转换速度(又称压摆率):表示运算放大年夜器对突变旌旗灯号的适应能力。一样平常在0.5V/μs阁下。

5、输出电压和电流:表示运放的输出能力。一样平常输出电压峰值至峰值要比电源电压低1~3V,短路电流在25mA阁下。

6、静态功耗:表示无旌旗灯号前提下运放的耗电程度。当电源电压为±15V时,静态功耗双极型晶体管一样平常为50~100mW,场效应管一样平常为1mW。

7、输入掉调电压温度系数:表示温度变更对掉调电压的影响。一样平常为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。双极型晶体管一样平常为80~500nA,场效应管一样平常为1nA。

9、输入掉调电流:表示流经两个输入端电流的区别。双极型晶体管一样平常为20~200nA,场效应管一样平常小于1nA。

10、共模抑制比:表示运放对差模旌旗灯号的放大年夜倍数和对共模旌旗灯号放大年夜倍数之比。一样平常为70~90dB  。

按照集成运算放大年夜器的参数分类

1、通用型运算放大年夜器

通用型运算放大年夜器便因此通用为目的而设计的。这类器件的主要特征是价格低廉、产品量大年夜面广,其机能指标能得当于一样平常性应用。例mA741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356 都属于此种。它们是利用最为广泛的集成运算放大年夜器。

2、高阻型运算放大年夜器

这类集成运算放大年夜器的特征是差模输入阻抗异常高,输入偏置电流异常小,一样平常rid》(109~1012)W,IIB 为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要步伐是使用处效应管高输入阻抗的特征,用处效应管组成运算放大年夜器的差分输入级。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,但输入掉调电压较大年夜。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。

3、低温漂型运算放大年夜器

在周详仪器、弱旌旗灯号检测等自动节制仪表中,老是盼望运算放大年夜器的掉调电压要小且不随温度的变更而变更。低温漂型运算放大年夜器便是为此而设计的。常用的高精度、低温漂运算放大年夜器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET 组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650 等。

4、高速型运算放大年夜器

在快速A/D 和D/A 转换器、视频放大年夜器中,要求集成运算放大年夜器的转换速度SR 必然要高,单位增益带宽BWG必然要足够大年夜,像通用型集成运放是不能得当于高速利用的场合的。高速型运算放大年夜器主要特征是具有高的转换速度和宽的频率相应。常见的运放有LM318、mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG》20MHz。

5、低功耗型运算放大年夜器

因为电子电路集成化的最大年夜优点是能使繁杂电路小型轻便,以是跟着便携式仪器利用范围的扩大年夜,必须应用低电源电压供电、低功率耗损的运算放大年夜器相适用。常用的运算放大年夜器有TL-022C、TL-060C 等,其事情电压为±2V~±18V,耗损电流为50~250mA。有的功耗已达微瓦级,例如ICL7600 的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采纳单节电池供电。

6、高压大年夜功率型运算放大年夜器

运算放大年夜器的输出电压主要受供电电源的限定。在通俗的运算放大年夜器中,输出电压的最大年夜值一样平常仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要前进输出电压或增大年夜输出电流,集成运放外部必须要加帮助电路。高压大年夜电流集成运算放大年夜器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大年夜电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V,uA791集成运放的输出电流可达1A。

按外型的封装样式分类

扁平式(即SSOP)

封装的芯片引脚之间间隔很小,管脚很细,一样平常大年夜规模或超大年夜型集成电路都采纳这种封装形式,其引脚数一样平常在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采纳SMD(外面安装设备技巧)将芯片与主板焊接起来。采纳S MD安装的芯片不必在主板上打孔,一样平常在主板外面上有设计好的响应管脚的焊点。将芯片各脚对准响应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种措施焊上去的芯片,假如不用专用对象是很难拆卸下来的。

PFP(PlasTIc Flat Package)要领封装的芯片与QFP要领基真相同。独一的差别是QFP一样平常为正方形,而PFP既可所以正方形,也可所以长方形。

扁平式

单列直插式(即SIP)

最得当焊接,DIY友的最爱,由于这种封装的管脚很长,很得当DIY焊接,且对照稳固,不易毁坏。

单列直插式

双列直插式(即DIP

利用最广泛、最多的封装形式。

绝大年夜多半中小规模集成电路(IC)均采纳这种封装形式,其引脚数一样平常不跨越100个。采纳DIP封装的CPU芯片有两排引脚,必要插入到具有DIP布局的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板长进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应分外小心,以免毁坏引脚。

应用DIP外型的以下好处:

1、得当在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接,操作方便。

2、芯片面积与封装面积之间的比值较大年夜,故体积也较大年夜。

Intel系列CPU中8088就采纳这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式  。

双列直插式

1、集成运放的电源提供要领

集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不合的电源提供要领。对付不合的电源提供要领,对输入旌旗灯号的要求是不合的。

(1)对称双电源供电要领

运算放大年夜器多采纳这种要领供电。相对付公共端(地)的正电源(+E)与负电源(-E)分手接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种要领下,可把旌旗灯号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。

(2)单电源供电要领

单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了包管运放内部单元电路具有相宜的静态事情点,在运放输入端必然要加入不停流电位。此时运放的输出是在某不停流电位根基上随输入旌旗灯号变更。对付交放逐大年夜器,静态时,运算放大年夜器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉落输出中的直流因素接入电容C3。

2、集成运放的调零问题

因为集成运放的输入掉调电压和输入掉调电流的影响,当运算放大年夜器组成的线性电路输入旌旗灯号为零时,输出每每不即是零。为了前进电路的运算精度,要求对掉调电压和掉调电流造成的偏差进行补偿,这便是运算放大年夜器的调零。常用的调零措施有内部调零和外部调零,而对付没有内部调零端子的集成运放,要采纳外部调零措施。

应从实际必要启程,不要盲目追求指标的先辈性。

1、如无特殊要求,只管即便选通用型和多运放;

2、要留意手册中给出的参数是在某一个特定前提下得出的,如前提改变,有些参数也要跟着改变;

3、在实验阶段和事情情况繁杂的场合,只管即便选带有过压、过流、过热保护的型号

您可能还会对下面的文章感兴趣: