常见运算放大电路

运算放大器分类总结

一、通用型运算放大器通用型运算放大器

通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例μA741（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。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。下面就实验室里也常用的LM358来做一下介绍:

LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。：

外观管脚图

它的特点如下：

·内部频率补偿

·直流电压增益高(约100dB)

·单位增益频带宽(约1MHz)

·电源电压范围宽：单电源(3—30V)双电源(±1.5 一±15V)

·低功耗电流，适合于电池供电

·低输入偏流

·低输入失调电压和失调电流

·共模输入电压范围宽，包括接地

·差模输入电压范围宽，等于电源电压范围

·输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)

大信号频率响应大信号电压开环增益 电压跟随器对小信号脉冲的响应 电压跟随器对小信号脉冲的响应

常用电路：

（1）、正向放大器

根据虚短路，虚开路，易知：

（2）、高阻抗差分放大器

电路左半部分可以看作两个同向放大器，分别对e1，e2放大（a+b+1)倍，右半部分为一个差分放大器放大系数为C，因此得到结果：

0 (21)(1) eCeea b

（3）、迟滞比较器

将输入电平与参考电平作比较，根据虚短路，虚开路有：

将输入电平与参考电平作比较，根据虚短路，虚开路有：

二、高精度运算放大器

所谓高精度运放是一类受温度影响小，即温漂小，噪声低，灵敏度高，适合微小信号放大用的运算放大器。

高精度运算放大器的运用范畴很广，在产业领域中可用于量测仪器、控

制系统、HAVC（Heating，Ventilating，and Air Conditioning，加热、通风、空调）、程序控制、资料撷取系统、ATE（Automatic Test Equipment，自动测试设备）等。在医疗领域中也有超音波、气体分析、血压计、诊断器、医疗影像系统等，此外汽车中的引擎管理、传动系统管理，或实验室内的测度计等，都需要运用上高精度的运算放大器。高精度运算放大器主要面向测试与测量仪表、汽车电子系统及工业控制系统产品市场。

下面就OP17精密JFET输入运算放大器做一下介绍：

管脚图

OP17特点

·低输入噪声

·高共模抑制比(100dB)

·低输入偏流

·低输入失调电压和失调电流

·高增益带宽

·高电压转换速率

输出电压摆幅与负载关系输入失调电流与共模电压

开环增益与电源电压关系共模抑制比与频率关系

大信号传输响应小信号传输相应

电压转换速率与温度关系

典型应用电路:

（OP17与OP15基本是一样的）

此图中，DAC08E 是一个8 位数-模转换器，2 口和4 口为一对反向电流输出。

由虚短路可知，运放2 脚处的电压为0V，由于是直流，可以将2 C 略去，因此0 I 全部流经2 R

因此，有V0 R2I 0

因此这个器件是一个将电流转换为电压的器件，其中2 C 是对充放电起加速作用，由于OP17

具有高精度的特性，它引入的噪声或漂移十分小，可以完成这种高精度的转换。

三、高阻型运算放大器

高阻型集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入失调电流非常小，一般rid＞

（109~1012）W，IIB 为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输

入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。

输入级经常采用结型场效应管JFET 与BJT 相结合构成差动输入级，称为BIFET，或采用

超管与BJT 结合的电路，构成差动输入级。

用FET 作输入级，不仅输入阻抗高，输入失调电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优

点，但输入失调电压较大。

这种运算放大器广泛用于无线电通信，自动控制，生物医学电信号测量的精密放大电路，

有源滤波器，取样保持放大器，对数和反对数放大器，模数和数模转换器.

常见的集成器件有LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140 等。

下面以CA3130 为例做一下介绍：

CA3130 同时集成了CMOS 场效应管与双极型晶体管。在输入级中采

用了P沟道的MOS管，使得电路带有极高的输入电阻。

管脚图

CA3130的应用电路:

·接参考地的单边供电运放

·快速采样保持放大器

·高输入阻抗比较器

·电压跟随器

如图所示，CA3130的差分输入级采用了PMOS管（Q6，Q7），采用三极管（Q9，Q10）作为镜像负载，同时，将差分的输出结果传输到第二级放大器Q11。Q2，Q4是输入级的恒流源，Q3，Q5为第二级放大的恒流源。输出级的Q8，Q9工作在A类放大，由于是漏极接负载，最后的输出增益将与负载大小有关。典型应用电路：

全波整流电路

由于在运放输出加了二极管，则在输入正向波与反向波型时电路

由于在运放输出加了二极管，则在输入正向波与反向波型时电路结构略有不同：

输入正向波型时，二极管截止，相当于运放不起作用，如下图：

假设正负半波的输出是相同的，则有