运放分类工艺

集成运放的分类

集成运放的分类1. 通用型这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。

从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。

由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。

相对而言，在特性参数中具有某些优良特性的集成运放称之为特殊型或高性能型。

由于各生产厂家或公司的分类方法不同，在这个厂定为特殊型的，而在另一个厂家可能定为通用型。

且特殊型性能标准也在不断提高，过去定为特殊型的，现在可能定为通用型。

下面介绍的方法只是作为大致的标准，在选用器件时，还是应该以特性参数值作为选择器件的标准。

根据增益的高低可分为低增益（开环电压增益在60～80dB）的通用I型，主要产品有F001，4E314，X50，BG301，5G922，FC1，FC31，μA702等。

中增益（开环电压增益在80～100dB）的通用Ⅱ型，主要产品有F709，F004，F005，4E304，4E320，X52，8FC2，8FC3，56006，BC305，FC52，μA7093等。

高增益（开环电压增益大于100dB）的通用Ⅲ型，主要产晶有F741，F748，F101，F301，F1456，F108，XFC77，XFC81，XFC82，F006，F007，F008，4E322，8FC4，7XC141，5624，XFC51，4E322，μA741等。

2．低输入偏置电流、高输入阻抗型在有些应用场合，如小电流测量电路、高输入阻抗测量电路、积分器、光电探测器、电荷放大器等电路，要求集成运放具有很低的偏置电流和高的输入阻抗。

场效应管型集成运放具有很低的输入偏置电流和很高的输入阻抗，其偏置电流一般为0.1～50pA，其输人阻抗一般为10～10Ω。

高输人阻抗运放一般指输入阻抗不低于10MΩ的器件。

对于国外高输入阻抗运放，其输入阻抗均在1000CΩ以上，如μA740，；μPC152，8007等。

运放工作原理、分类及各种参数

运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。

在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。

由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。

运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。

随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。

运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当。

运算放大器的工作原理运放如图有两个输入端a（反相输入端）,b(同相输入端)和一个输出端o.也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从 a 端高于公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：运算放大器一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。

运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。

对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。

采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。

运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。

经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。

这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。

运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。

运放的工艺

运放的工艺
运放的工艺是指运算放大器的制造过程和技术。

运放作为一种集成电路，需要通过特殊的工艺流程进行制造。

该工艺包括多个步骤，如晶圆制备、掩模制作、
光刻、蚀刻、离子注入等。

晶圆制备是运放工艺的第一步，其目的是制备出优质的硅晶圆。

通常情况下，晶圆是从纯净的硅单质中制备而来，具有良好的电性能和可控的物理结构。

在晶圆制备之后，需要进行掩模制作。

掩模是一种用于制造芯片的模板，它在蚀刻和光刻等工艺步骤中起到至关重要的作用。

通过精细的掩模制作，可以制备出高质量的芯片结构。

在掩模制作之后，需要进行光刻工艺。

光刻是一种通过光照、显影等方式对芯片进行精细加工的技术。

它可以实现亚微米级别的加工精度，是制造高性能集成电路必不可少的工艺。

蚀刻是运放工艺中的另一项重要步骤。

它通过化学反应将芯片表面的材料移除，从而形成所需的电路结构。

蚀刻需要高度精密的控制，以确保芯片的性能和稳定性。

最后，离子注入是运放工艺中必不可少的步骤之一。

它可以使晶体管结构中的杂质发生电离，从而形成所需的PN结或金属-氧化物-半导体场效应晶体管结构，
实现运放的放大功能。

总之，运放工艺是一项综合性的技术，需要多个步骤和工艺流程的配合完成。

只有经过精心的制造工艺和质量控制，才能实现高性能、高可靠性的运算放大器产品。

10种运算放大器

各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一．uA741M，uA741I，uA741C（单运放）高增益运算放大器用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。

这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。

目前价格1元/个。

uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二．CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上，该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极（PMOS上）中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗，极低输入电流和高速性能。

操作电源电压从4V至36V（无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。

主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表，有源滤波器，比较器，采样保持放大器，长期定时器，光电仪表，探测器，TTL接口，入侵报警系统，函数发生器，音调控制，电源，便携式仪器。

工作范围为-55 ºC —125 ºC。

目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司，报价为：2.7—3元/个。

引脚图三．OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。

生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。

这款运算放大器具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。

OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

运放基础知识

三、单片集成电压比较器
比较器。这些比较器的阈 *四、窗口比较器
值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈
*五、比较器的应用
值。
一、单门限比较器
只有一个门限的比较器
(1)过零比较器和单门限电压比较器
•过零电压比较器是典型的幅度比较电路。
•其电路图和传
输特性曲线如
(a)
图所示。
(b)
时间相等，斜率绝对值
也相等，故vo为三角波。
图14.11 三角波发生器的波形
３2开４.．．在输振v出o荡1=峰周-值V期Z后：，电容C
当C始1使T放0/A2VVR电1oZ的4 md，tVvP2o略V按RRo大m12线V于性Z零上时升，，
如Tvo此1从4周RV-4o而CVmZV复V跳oZm始变，为4RRR产+12R4 R2V生V1CZZ振，降荡。vo的上升时间和下
(3)、
I1
U R1
Ui R1
( 5)、 AUf
Uo Ui
1 Rf R1
Uo
(1
Rf R1
)U i
结论：闭环增益AUf只取决于Rf和R1 ；
而与运放本身无关。
同相比例运算电路（特例）
电路：
Rf =0
R1 =
R2 Ui
∞ Uo
当 Rf =0 ; R1 = 时：上式中的电地求出
T
2Rf C
ln(1
2R2 R1
)
图14.08 方波发生器波形图
(2)占空比可调的矩形波电路
显然为了改变输出方波的占空比，应改变电容器C的充电和放电时间常数。占空比可调的矩形波电路见图14.09。
C充电时，充电电流

(完整版)运放分类及选型

运放分类及选型对于较大音频、视频等交流信号，选SR （转换速率)大的运放比较合适。

对于处理微弱的直流信号的电路，选用精度比较高的运放比较合适(即失调电流,失调电压及温漂均比较小）运算放大器大体上可以分为如下几类：1、通用型运放2、高阻型运放3、低温漂型运放4、高速型运放5、低功耗型运放6、高压大功率型运放1、通用型运放其性能指标能适合于一般性（低频以及信号变化缓慢)使用，例如741A μ，LM358(双运放），LM324及场效应管为输入级的LF356。

2、高阻型运放这类运放的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小。

实现这些指标的主要措施是利用场效应管的高输入阻抗的特点,但这类运放的输入失调电压较大。

这类运放有LF356、LF355、LF347、CA3130、CA3140等3、低温漂型运放在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,希望运放的失调电压要小，且不随温度的变化而变化。

底温漂型运放就是为此设计的。

目前常用的低温漂型运放有OP07、OP27、OP37、AD508及MOSFET 组成的斩波稳零型低温漂移器件ICL7650等。

4、高速型运放在快速A/D 及D/A 以及在视频放大器中,要求运放的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG 一定要足够大。

高速型运放的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、175A μ等。

其SR=50~70V/ms5、低功耗型运放由于便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功耗的运放。

常用的低功耗运放有TL-022C,TL —160C 等。

6、高压大功率型运放运放的输出电压主要受供电电源的限制。

在普通运放中，输出的电压最大值一般仅有几十伏,输出电流仅几十毫安，若要提高多输出电压或输出电流，运放外部必须要加辅助电路。

高压大功率运放外部不需要附加任何电路，即可输出高电压和大电流。

D41运放的电源电压可达V 150±,791A μ运放的输出电流可达1A 。

运放电路设计

运放电路设计运放电路设计是电路设计中的一类重要电路，用于处理模拟信号和控制系统中的反馈和信号放大。

运放电路常常被应用于成像、信号传输和音频放大等方面。

在设计运放电路时，需要考虑增益、带宽、噪声和稳定性等因素。

下面是有关运放电路设计的详细说明。

一、运放电路的基本类型在设计运放电路时，有几种基本类型的运放电路可供选择。

这些基本类型的电路可根据所需的功能进行选择。

下面列举了一些常见的运放电路类型：1.反变器运放电路：反变器运放电路将输入信号的相反值输出。

这种电路的增益取决于输入电阻和反馈电阻的比值，因此很容易对电路进行调整。

3.仪表放大器运放电路：仪表放大器运放电路将两个输入信号相减，以消除共模噪声。

这种电路常常应用于精密测量和仪器设备中。

4.积分放大器运放电路：积分放大器运放电路可以将输入信号进行积分，以获得输出信号。

这种电路常常应用于滤波和调整电路信号频率。

在设计运放电路时，需要注意以下几个方面：1.选择合适的运放芯片：不同的运放芯片有不同的性能特点，因此需要根据具体需求进行选择。

例如，对于高精度应用，需要使用低噪声和高增益的芯片。

2.设置适当的增益：在设计运放电路时，应根据需要进行精确调整。

为了达到最佳性能，应设置适当的增益。

3.选择合适的反馈配置：不同的反馈配置可以产生不同的电路行为。

以反转放大器电路为例，正反馈可以产生中断振荡，而负反馈可以平稳地放大信号。

4.考虑噪声：在运放电路中，噪声是一个重要的考量因素。

可以通过使用低噪声部件和滤波技术来降低噪声。

5.考虑稳定性：运放电路在频率响应或增益等方面需要稳定，以确保电路正常工作。

可以使用容差电阻或电容和反馈电路等技术来确保电路稳定。

三、总结运放电路设计是电路设计中的一项广泛应用技术，应用于各种领域。

在运放电路设计过程中，需要注意选择合适的运放芯片、设置适当的增益、选择合适的反馈配置、考虑噪声和稳定性等因素。

通过遵循这些基本设计原则，可以确保运放电路具有高性能和可靠性。

汽车电工电子技术第6章集成运放

1.集成运算放大器特性与参数
2）主要特性
（2）饱和区的特点理想运放工作在饱和区时，“虚断”的概念依然成立，但
“虚短”的概念不再成立。这时
当u+>u－时，uO=+UOM 当u+<u－时，uO=－UOM
分析运放的应用电路时，首先将集成运放当作理想运算放大器；然后判断其中的集成运放工作在线性区还是非线性区。在此基础上分析具体电路的工作原理。
1）基本结构
集成运放的输入级有两个输入端，其中一个输入端的信号与输出信号之间为反相关系，称为
反相输入端
u－
u+
同相输入端
_ ∞Ao 输出端
+
uO
+
反相输入端，另一个输入端的信号与输出信号之间为同相
关系，称为同相输入端，在图中用符号“+”标注。运放有一个输出端。
1.集成运算放大器结构 2）封装形式
和“虚断”。即
u+≈u－ i+= i－≈0 “虚短”表示集成运放的同相输入端与反相输入端的电压近似相等，如同将该两点虚假短路一样。若运放其中一个输入端接“地”，则有u+≈u－=0，这时称“虚地”。 “虚断”表示没有电流流入运放（因为理想运放的差模输入电阻Rid→∞），如同运放的两个输入端被断开一样。
（7）电源电压UCC 一般都用对称的正、负电源同时供电
1.集成运算放大器特性与参数
2）主要特性
电压传输特性是指表示集成运放输出电压u0与输入电压ui之间关系的特性曲线
线性区
饱和区
饱和区
1.集成运算放大器特性与参数
2）主线要特性性区
u0＝ A0 (u+-u-)= A0ui

运放种类

运放种类
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。

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。

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，使输入电阻高达以上。

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。

运放系列知识点总结

运放系列知识点总结一、运放的工作原理运放是一种带有差动输入的高增益直流耦合放大器，通常由差动放大器、输出级和电源与偏置电路组成。

它的差动输入端通过负反馈电路连接到输出端，以使其具有一系列优良的性能指标。

1. 差动放大器差动放大器是运放的核心部分，其作用是将输入信号转换为对输出电压的放大。

差动输入端通常由两个晶体管构成，分别接在非反相输入端（+）和反相输入端（-）上。

当输入信号加到这两个晶体管上时，它们将被放大并输出至输出级。

2. 输出级输出级是差动放大器的输出端，它将差动放大器的输出信号转换为电压输出，并通过负反馈电路连接至差动输入端。

3. 电源与偏置电路为了使运放正常工作，需要能够稳定地供给电源和进行偏置设置。

通常电源与偏置电路会采用三种电压电源，即正电源、负电源和地。

而在实际运放电路设计中，还会有对电源与偏置电路进行优化调整的电路。

二、运放的基本特性1. 开环增益运放的开环增益非常高，一般可达几万到几百万倍。

但在实际应用中，开环增益过高容易引起失稳问题，因此需要通过负反馈电路来控制输出，使其稳定在一定的增益范围内。

2. 输入阻抗运放的输入阻抗非常大，一般可达几兆欧姆，这使得运放能够在输入端接收到的信号不被输入阻抗所负载，从而保持输入信号的完整性。

3. 输出阻抗运放的输出阻抗通常很低，一般在几十欧姆以下，这使得运放的输出信号能够轻松地驱动后级电路，并保持输出电压的稳定性。

4. 输入偏移运放的输入偏移很小，一般在几微伏以下，这使得运放能够减少输出信号中的偏差，提高信号的准确性。

5. 频率响应运放的频率响应范围非常宽，可达数百千赫兹，这使得运放能够应对各种频率信号的放大和处理。

6. 共模抑制比运放的共模抑制比是指对输入信号中共模干扰（即同时加在两个输入端的噪声信号）的抑制能力。

通常运放的共模抑制比在80dB以上，这使得运放能够很好地抑制输入端的共模噪声。

7. 温度稳定性运放在正常工作范围内，其电特性基本保持不变，在一定程度上具有很好的温度稳定性。

运放原理及选型

5.运放的选型：
商家品牌、信誉、价格、服务在选用器件的时候尽量选择知名商家产品，信誉、质量、技术支持都有保障。价格应该适中选择。目前公司常选用品牌有国半、TI、美信等。
6.运放的典型应用
简单加法器电路图（a），运放构成的反向放大器，U1 U2为两个相加电压，Uo是电压和，当R1=R2=R3时，放大倍数A=1，R4为平衡电阻，阻值为R4=R1//R2//R3, 用以提供适当偏流防止失调；当R1、R2、R3不相等时按以下公式计算 Uo=－U1*R3/R1－U2*R3/R2
5.运放的选型：
针对此种应用从几种常用的音频运放来看选用 LM833与LM837明显要强于LF347与LF353。
5.运放的选型：
对于驱动马达的应用，为了能送出最大的功率，输出电压能够摆动到接近电源轨电平的能力至关重要，而且输出电流必需足
够满足负载的要求。
对于高速应用场合，需要比输入信号频率范围更宽的闭环带宽。由于大多数的高速应用都是交流耦合的所以直流的技术指标，
工作电压：使运放正常工作的供电电压；静态工作电流：在没有输入的情况下，运放所消耗电源的电流；信噪比：信号能量与噪声能量之比；
3.运放的基本参数
电压最大增益： 20㏒（VO/VI) ；输入失调电压、输入失调电流：
当运放处于闭合环路并且增益很大时，在放大器的
输出端得到
了放大了的误差电压（电流）后，再除以测得的增益，
运放的封装：
目前光端机上常用的运放的封装有 SO8NB、SO14NB、TO263等。使用尽量选用贴片封装，占空间小，布板方便，目前已不选用插件封装。
5.运放的选型：
制造等级：目前运放产品分制造等级分商业级、工业级、军用级三等。商业级一般环境温度为0℃－70 ℃. 工业级一般环境温度为-25 ℃－85 ℃.价格为商业级×（1 ＋30％）军用级一般环境温度为-55 ℃－125 ℃.价格为商业级× （>2)

gmid折叠共源共栅运放

GMID折叠共源共栅运放1. 什么是GMID折叠共源共栅运放？GMID折叠共源共栅运放（Folded Cascode Operational Amplifier with Gain Boosting）是一种常用的运算放大器电路，主要用于信号放大和处理。

它采用了折叠式的电路结构，通过共源共栅（Cascode）连接以增加增益和带宽。

2. GMID折叠共源共栅运放的特点GMID折叠共源共栅运放具有以下几个特点：2.1 高增益GMID折叠共源共栅运放通过使用多级级联的结构，可以实现较高的增益。

其中，折叠式结构可以提供更高的输出阻抗，从而减小负载影响；而利用多级级联可以进一步提高整体增益。

2.2 宽带宽GMID折叠共源共栅运放通过采用Cascode连接方式，可以有效地减小输入和输出电容之间的Miller效应，并提高带宽。

此外，通过合理设计电路参数和引入补偿电容等手段，还可以进一步扩展带宽。

2.3 低功耗GMID折叠共源共栅运放可以通过调整电流源和电阻等参数来实现低功耗设计。

合理选择电流源的大小和类型，可以在满足性能要求的前提下降低功耗。

2.4 适用于集成电路GMID折叠共源共栅运放的结构简单紧凑，适合在集成电路中实现。

它可以利用CMOS工艺来制造，并且可以通过调整晶体管尺寸和工作点等参数来满足具体应用需求。

3. GMID折叠共源共栅运放的基本原理GMID折叠共源共栅运放的基本原理是利用多级级联的结构和Cascode连接方式来增加增益和带宽。

下面将详细介绍其基本原理。

3.1 基本结构GMID折叠共源共栅运放由输入级、中间级和输出级组成。

其中，输入级负责将输入信号转换为差分信号，中间级负责增益放大，输出级负责驱动负载。

3.2 输入级输入级由两个差分对组成，每个差分对包括一个PMOS晶体管和一个NMOS晶体管。

其中，PMOS晶体管的栅极连接到VDD电压，NMOS晶体管的栅极连接到接地。

通过控制差分对的栅极电压，可以实现输入信号的差分放大。

运算放大器分类、作用及运放的选型

运算放大器分类、作用及运放的选型展开全文运算放大器分类、作用及运放的选型，详细解析了运算放大器的特点、工艺、功能、性能、参数、指标和运算放大器的对信号放大的影响和运放的选型举例，并附有常见运算放大器列表!1. 模拟运放的分类及特点模拟运算放大器从诞生至今，已有40多年的历史了。

最早的工艺是采用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺(后面称为标准硅工艺)。

在结型场效应管技术成熟后，又进一步的加入了结型场效应管工艺。

当MOS管技术成熟后，特别是CMOS技术成熟后，模拟运算放大器有了质的飞跃，一方面解决了低功耗的问题，另一方面通过混合模拟与数字电路技术，解决了直流小信号直接处理的难题。

经过多年的发展，模拟运算放大器技术已经很成熟，性能曰臻完善，品种极多。

这使得初学者选用时不知如何是好。

为了便于初学者选用，本文对集成模拟运算放大器采用工艺分类法和功能/性能分类分类法等两种分类方法，便于读者理解，可能与通常的分类方法有所不同。

1.1.根据制造工艺分类根据制造工艺，目前在使用中的集成模拟运算放大器可以分为标准硅工艺运算放大器、在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器、在标准硅工艺中加入了MOS工艺的运算放大器。

按照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模拟运算放大器性能的影响，快速掌握运放的特点。

标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗较高。

这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管，它们是电流型器件，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特点，即使输入级采用多种技术改进，在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。

为了顾及频率特性，中间增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB之间。

标准硅工艺可以结合激光修正技术，使集成模拟运算放大器的精度大大提高，温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。

运算放大器原理及应用

集成运算放大器将电路的元器件和连线制作在同一硅片上，制成了集成电路。

随着集成电路制造工艺的日益完善，目前已能将数以千万计的元器件集成在一片面积只有几十平方毫米的硅片上。

按照集成度（每一片硅片中所含元器件数）的高低，将集成电路分为小规模集成电路(简称SSI) ，中规模集成电路(简称MSI), 大规模集成电路(简称LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。

运算放大器实质上是高增益的直接耦合放大电路，集成运算放大器是集成电路的一种，简称集成运放，它常用于各种模拟信号的运算，例如比例运算、微分运算、积分运算等，由于它的高性能、低价位，在模拟信号处理和发生电路中几乎完全取代了分立元件放大电路。

集成运放的应用是重点要掌握的内容，此外，本章也介绍集成运放的主要技术指标，性能特点与选择方法。

一、集成运算放大器简介1. 集成运放的结构与符号1. 结构集成运放一般由4部分组成，结构如图1所示。

图1 集成运放结构方框图其中：输入级常用双端输入的差动放大电路组成，一般要求输入电阻高，差摸放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小，输入级的好坏直接影响运放的输入电阻、共模抑制比等参数。

中间级是一个高放大倍数的放大器，常用多级共发射极放大电路组成，该级的放大倍数可达数千乃数万倍。

输出级具有输出电压线性范围宽、输出电阻小的特点，常用互补对称输出电路。

偏置电路向各级提供静态工作点，一般采用电流源电路组成。

2. 特点：142○1 硅片上不能制作大容量电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。

○2 运放中大量采用差动放大电路和恒流源电路，这些电路可以抑制漂移和稳定工作点。

○3 电路设计过程中注重电路的性能，而不在乎元件的多一个和少一个 ○4 用有源元件代替大阻值的电阻 ○5 常用符合复合晶体管代替单个晶体管，以使运放性能最好 3. 集成运放的符号从运放的结构可知，运放具有两个输入端v P 和v N 和一个输出端v O ，这两个输入端一个称为同相端，另一个称为反相端，这里同相和反相只是输入电压和输出电压之间的关系，若输入正电压从同相端输入，则输出端输出正的输出电压，若输入正电压从反相端输入，则输出端输出负的输出电压。

最简单讲解运算放大器的工作原理

最简单讲解运算放大器的工作原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。

一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

最基本的运算放大器如图1-1。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。

原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

开环回路运算放大器如图1-2。

当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下：Vout = ( V+ -V-) * Aog其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。

因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。

闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。

运算放大器基础

运算放大器基础2009-9-9 9:33:00 【文章字体：大中小】推荐收藏打印运算放大器(简称“运放”)的作用是调节和放大模拟信号。

常见的应用包括数字示波器和自动测试装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。

理想的运放理想的运放如图1所示。

通过电阻元件(或者更普遍地通过阻抗元件)施加的负反馈可以产生两种经典的闭环运放配置中的任何一种：反相放大器(图2)和非反相放大器(图3)。

这些配置中的闭环增益的经典等式显示，放大器的增益基本上只取决于反馈元件。

另外，负反馈还可以提供稳定、无失真的输出电压。

电压反馈(VFB)运放电压反馈运放与前文介绍的理想运放一样，它们的输出电压是两个输入端之间电压差的函数。

为设计用途，电压反馈运放的数据表定义5种不同的增益：开环增益(AVOL)、闭环增益、信号增益、噪声增益和环路增益。

负反馈可以改变AVOL 的大小。

对高精度放大器来说，无反馈运放的AVOL值非常大，约为160dB或更高(电压增益为10,000或更高)。

图1：理想的运放。

A VOL 的范围很大，在数据表中它通常以最小/最大值给出。

AVOL还随着电压电平、负载和温度的变化而变化，但这些影响都很小，通常可以忽略不计。

当运放的反馈环路闭合时，它可以提供小于AVOL的闭环增益。

闭环增益有信号增益和噪声增益两种形式。

信号增益(A)指输入信号通过放大器产生的增益，它是电路设计中头等重要的增益。

下面给出了电压反馈电路中信号增益的两个最常见的表达式，它们被广泛用在于反相和同相运放配置中。

图2：反相放大器(a)和非反相放大器(b)是两种经典的闭环运放配置。

对于反相放大器，A = -Rfb /Rin对于同相放大器，A = 1 + Rfb /Rin其中，Rfb 是反馈电阻，Rin是输入电阻。

噪声增益指运放中的噪声源增益，它反映了放大器的输入失调电压和电压噪声对输出的影响。

运放设计原理

运放设计原理一、集成电路及其特点集成电路是利用氧化，光刻，扩散，外延，蒸铝等集成工艺，把晶体管，电阻，导线等集中制作在一小块半导体（硅）基片上，构成一个完整的电路。

按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类，其中集成电路运算放大器（线性集成电路，以下简称集成运放）是模拟集成电路中应用最广泛的，它实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。

集成电路的特点1．单个元件精度不高，受温度影响也大，但元器件的性能参数比较一致，对称性好。

适合于组成差动电路。

2．阻值太高或太低的电阻不易制造，在集成电路中管子用得多而电阻用得少。

3．大电容和电感不易制造，多级放大电路都用直接耦合。

4. 在集成电路中，为了不使工艺复杂，尽量采用单一类型的管子，元件种类也要少所以，集成电路在形式上和分立元件电路相比有很大的差别和特点。

常用二极管和三极管组成的恒流源和电流源代替大的集电极电阻和提供微小的偏量电流，二极管用三极管的发射结代替5．在集成电路中，NPN 管都做成纵向管，β大；PNP 管都做成横向管，β小而PN 结耐压高。

NPN 管和PNP 管无法配对使用。

对PNP 管，β和（β+1）差别大，I B 往往不能忽略。

二、集成运放电路的组成及各部分的作用 1．组成2．作用如图所示，集成运放电路由四部分组成，输入级是一个双端输入的高性能差动放大电阻，要求其Ri 高，A od 大，K CMR 大，静态电流小，该级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数，所以更新变化最多。

中间级的作用是使集成运放具有较强的放大能力，故多采用复合管做放大管，以电流源做集电极负载。

输出级要求具有线性范围宽，输出电阻小，非线性失真小等特点。

偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点三、集成运放的电压传输特性1.符号同相输入端表示输入电压与输出电压相位相同，若u P >0，则u O >0；u P <0，则u O<0.反相输入端表示输入电压与输出电压相位相反，若u N >0，则u O <0;反之u N<0，则u O >0.2.电压的传输特性所谓电压传输特性，实际上是一种关系曲线如图4－3，即输出电压u o 和输入电压u i 之间的关系曲线。

运放电路种类

运放电路种类一、非反馈运放电路非反馈运放电路由运放、输入电阻和输出负载组成。

其主要特点是增益高、带宽宽、失真小，但灵敏度较低，不适合放大小信号。

常见的非反馈运放电路包括：1.差动放大器电路差动放大器电路是一种基本的非反馈运放电路，由两级共射放大器组成。

其特点是输入阻抗高、共模抑制能力强、噪声较小。

差动放大器电路适用于从两个输入信号中获取差异信号的应用场合。

2.共源放大器电路共源放大器电路由一个场效应管和一个负载电阻组成，可实现高增益、低失真的放大。

由于场效应管输入电阻高且输入容量小，因此只能放大较小的信号。

2.非反向比例放大器电路非反向比例放大器电路由一个运放、两个输入电阻和一个反馈电阻组成，可实现输出信号是输入信号的比例放大。

非反向比例放大器电路适用于信号放大和同相处理的场合。

2.高通滤波器电路高通滤波器电路由一个异相反馈运放电路和若干个电容组成，可实现信号的高频调节和低频抑制。

高通滤波器电路适用于去除低频噪声和调整频率响应的场合。

除了上述的运放电路种类，还有许多其他种类的运放电路，如多路复用器、积分放大器、微分放大器、比较器等。

下面，我们将进一步介绍几种常见的运放电路。

四、多路复用器多路复用器是运用运放实现的一种特殊电路，它可以实现多个输入信号轮流输入，但只输出一个信号。

多路复用器适用于需要对多个信号进行处理或选择的场合。

五、积分放大器积分放大器是由运放和电容组成的电路，它可将输入信号积分并输出，实现对信号的加工、平滑和变换。

积分放大器适用于噪声滤波、周期信号分析、频谱分析等场合。

七、比较器比较器是运用运放实现的一种开关电路，它可以将两个输入信号进行比较，并根据结果输出相应的信号。

比较器适用于信号的比较、分析和判断等场合。

运放电路种类繁多，每种电路都拥有各自的特点和应用场合。

在实际应用中，我们需要根据具体的需要选择合适的电路，并结合其他电路元件进行组合，以实现我们需要的功能。

运放电路的设计和调试是一项相对繁琐和复杂的工作，需要工程师具备一定的电路知识和实践经验，以保证电路的性能和正确性。