几种常用运算放大器举例

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1、键入文字 运算放大器分类总结报告运算放大器分类总结报告 键入文字 1、 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 大面广大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例其性能指标能适合于一般性使用。例A741（单运放） 、（单运放） 、LM358（双运放） 、（双运放） 、LM324 （四运放）及以场效应管为输入级的（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都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成 运算放大器。

2、运算放大器。 下面就实验室里也常用的下面就实验室里也常用的 LM358 来做一下介绍来做一下介绍: 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。使用

3、运算放大器的场合。 ： 外观 管脚图 它的特点如下：它的特点如下： 内部频率补偿内部频率补偿 直流电压增益高直流电压增益高(约约 100dB) 单位增益频带单位增益频带宽宽(约约 1MHz) 电源电压范围宽：单电源电源电压范围宽：单电源(330V) 双电源双电源(1.5 一一15V) 低功耗电流，适合于电池供电低功耗电流，适合于电池供电 低输入偏流低输入偏流 低输入失调电压和失调电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，等于电源电压范围差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 输出电压摆幅大输出电压摆幅大(0 至至 Vcc-1.5V

4、) 常用性能指标：常用性能指标： 性能性能参数参数 基本范围基本范围 输入输入失调失调电压电压 9V 输入输入失调失调电压温度系数电压温度系数 7uA/ 输入输入失调失调电流电流 550nA 输入输入失调失调电流温度系数电流温度系数 10uA/ 大信号电压开环增益大信号电压开环增益 25100V/mV 共模抑制比共模抑制比 70dB 最高输出电压最高输出电压 25 Vcc=5V， RL=2K Vcc=30V， RL=10K 3.5V 28V 最低输出电压最低输出电压 Vcc=5V， RL=10K 520mV 输出源电流输出源电流 40mA 键入文字 性能图表：性能图表： 大信号频率响应大信号频

5、率响应 大信号电压开环增益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：常用电路： （1） 、正向放大器） 、正向放大器 根据虚短路，虚开路，易知根据虚短路，虚开路，易知： 1 (1) 2 R VoVi R （2） 、） 、高阻抗差分放高阻抗差分放大器大器 键入文字 电路左半部分可以看作两个同向放大器，分别对电路左半部分可以看作两个同向放大器，分别对 e1，e2 放大（放大（a+b+1)倍，右半部分为一个倍，右半部分为一个 差分放大器差分放大器放大系数为放大系数为 C，因此得到结果：，因此得到结果： 0( 21)(1)eC eeab （3） 、） 、迟

6、滞比较器迟滞比较器 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： 12 1 ()() OREFIN RR VVV R ，则： 1 12 1 12 () () inLOLREFREF inHOHREFREF R VVVV RR R VVVV RR 键入文字 2、 高精度运算放大器高精度运算放大器 所谓高精度运放是一类所谓高精度运放是一类受温度影响小，受温度影响小，即即温漂小，噪声低，灵敏度高，适合微小信温漂小，噪声低，灵敏度高，适合微小信号放大号放大 用用的运算放大器。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

7、器、控制系统、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，加热、通风、空调） 、程序控制、资料撷 取系统、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、，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，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

8、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、汽车电测试与测量仪表、汽车电子系统及工业控制系统产品市场。子系统及工业控制系统产品市场。 下面就下面就 OP17 精密精密 JFET 输入运算放大器做一下介绍：输入运算放大器做一下介绍： 管脚图 OP17 特点特点 低输入噪声低输入噪声 高共模抑制比高共模抑制比 (100dB) 低输入偏流低输入偏流 低输入失调电压和失调电流低输入失调电压和失调电流 高增益带宽高增益带宽 高高电压转换速率电压转换速率 建立时间短建立时间短 常用性能常用性能参

9、数参数： 性能性能参数参数 基本范围基本范围 输入输入失调失调电压电压 0.20.5mV 电流电流偏置偏置 15pA 输入输入失调失调电流电流 310pA 输入电阻输入电阻 1012 大信号电压增益大信号电压增益 240V/mV 输出电压摆幅输出电压摆幅 13V 共模抑制比共模抑制比 100dB 电压转换速率电压转换速率 60V/us 增益带宽增益带宽 30MHz 闭环带宽闭环带宽 11MHz 建立时间建立时间(到到 0.1%) 0.6us 输入电容输入电容 3pF 输入电压噪声密度输入电压噪声密度 20/nVHz 输入电流噪声密度输入电流噪声密度 0.01 /pAHz 键入文字 性能图表：性

10、能图表： 输出电压摆幅与负载关系输出电压摆幅与负载关系 输入输入失调失调电流与共模电压电流与共模电压 开环增益与电源电压关系开环增益与电源电压关系 共模抑制比与频率关系共模抑制比与频率关系 大信号传大信号传输响应输响应 小信号传输相应小信号传输相应 键入文字 电压转换速率与温度关系电压转换速率与温度关系 典型应用电路典型应用电路: （OP17 与与 OP15 基本是一样的）基本是一样的） 此图中，此图中，DAC08E 是一个是一个 8 位数位数-模转换器模转换器，2 口和口和 4 口为一对反向电流输出。口为一对反向电流输出。 由虚短路可知， 运放由虚短路可知， 运放 2 脚处的电压为脚处的电压

11、为 0V， 由于是直流， 可以将， 由于是直流， 可以将 2 C略去， 因此略去， 因此 0 I全部流经全部流经 2 R 因此，有因此，有 020 VRI 因此因此这个器件是一个将电流转换为电压的器件， 其中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。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。 3、 高阻型运算放大器高阻型运算放大器 高阻型集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高高阻型集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常

12、高，输入输入失调失调电流非常小电流非常小，一般一般 rid （1091012）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 入阻抗的特点入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。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输入级经常采用结型场效应管场效应管 JFET 与与 BJT 相结合构成差动输入级，称为相结合构成差动输入级，称为 BIFET，或采用，或采用 超管与超管与 BJT 结合的电路，构成差动输入级。结合的电路，构成差动输入级。 用用 FET 作输入级作输入级，不仅输入阻抗

13、高不仅输入阻抗高，输入输入失调失调电流低电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优而且具有高速、宽带和低噪声等优 点点，但输入失调电压较大。但输入失调电压较大。 这种运算放大器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， 有源滤波器有源滤波器，取样保持放大器取样保持放大器，对数和反对数放大器对数和反对数放大器，模数和数模转换器模数和数模转换器. 常见的集成器件有常见的集成器件有 LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的（四运放）及更高输入阻抗的 CA3130、CA3140 等。等。 下面以下面以

14、 CA3130 为例做一下介绍：为例做一下介绍： CA3130 同时集同时集成了成了 CMOS 场效应管与场效应管与双极型晶体管。在输入级中采用了双极型晶体管。在输入级中采用了 P 沟道的沟道的 MOS 管，使得电路带有极高的输入电阻。管，使得电路带有极高的输入电阻。 键入文字 管脚图 CA3130 的应用电路的应用电路: 接参考地的单边供电运放接参考地的单边供电运放 快速采样保持放大器快速采样保持放大器 高输入阻抗比较器高输入阻抗比较器 电压跟随器电压跟随器 峰值检波器峰值检波器 常用性能指标：常用性能指标： 性能参数性能参数 基本范围基本范围 输入输入失调失调电压电压 8mV 电压温漂电压

15、温漂 10uV/ 输入输入失调失调电流电流 0.5pA 输入电流输入电流 5pA 大信号电压大信号电压开环开环增益增益 100kV/V 最大输出电压最大输出电压 15V 共模抑制比共模抑制比 90dB 最大输出电流最大输出电流 22mA 输入电阻输入电阻 1.5T 等效输入噪声电压等效输入噪声电压 23uV 转换速率转换速率 开环开环 闭环闭环 30V/uS 10V/uS 内部构造及引脚：内部构造及引脚： 键入文字 如图所示，如图所示，CA3130 的差分输入级采用了的差分输入级采用了 PMOS 管（管（Q6，Q7） ，采用三极管（） ，采用三极管（Q9，Q10） 作为镜像作为镜像负载，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 是输入级的恒是输入级的恒 流源，流源，Q3，Q5 为第二级放大的恒流源。为第二级放大的恒流源。输出级的输出级的 Q8，Q9 工作在工作在 A 类放大，由于是漏极类放大，由于是漏极 接负载，最后的输出增益将与负载大小有关。接负载，最后的输出增益将与负载大小有关。 典型应用电路：典型应用电路： 全波整流电路全波整流电路 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