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运算放大器工作原理与选择（附常用运放型号）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。
通过变更标准硅工艺，可以设计出通用运放和高速运放。
典型代表是LM324。
在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器主要是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为结型场效应管，大大提高运放的开环输入阻抗，顺带提高通用运放的转换速度，其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。
Features Description•低失调电压：1uV•输入失调漂移：0.005μV/°C•高增益带宽乘积：4.5MHz•轨到轨输入和输出•高增益，CMRR，PSRR：130dB•高摆率：2.7V /μs•低噪声：0.75uVp-p（0.01〜10Hz）•低功耗：640μA/运放•过载恢复时间：1us•低电源电压：+2.7 V至+5.5 V•无需外部电容器•扩展温度：-40°C至+ 125°C CMOS运算放大器的RS8551，RS8552，RS8554，RS8553（双重版本和关机）系列使用自动归零技术，以同时提供极低的失调电压（最大值为5μV）和随时间和温度的接近零漂移。
该系列放大器具有超低的噪声，失调和功率。
这种微型，高精度运算放大器可抵消高输入阻抗以及轨至轨输入和轨至轨输出摆幅。
具有4.5MHz的高增益带宽乘积和2.7V /μs的压摆率，可以使用低至+ 2.7V （±1.35V）至高达+ 5.5V（±2.75V）的单电源或双电源。
RS8551 / RS8552 / RS8554 / RS8553（带关闭功能的双版本）指定用于扩展的工业和汽车温度范围（-40°C至125°C）。
RS8551单放大器采用5引脚SOT23、8引脚MSOP8和8引脚SOIC封装； RS8552双放大器则采用8引脚SOIC和8引脚TSSOP窄表面贴装封装；RS8553（双版本关机）随附在Micro-SIZE MSOP-10中。
RS8554 Quad采用14引脚SOIC和14引脚窄型TSSOP封装Applications •温度传感器•医疗/工业仪器•压力传感器•电池供电的仪器•主动过滤•体重秤传感器•应变计放大器•电源转换器/逆变器PIN CONFIGURATIONSABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (1)Supply Voltage, V+ to V-...............................................7.0VInput Terminals, Voltage (2) …………... – 0.5 to (V+) + 0.5VCurrent (2)…………..……....…..... ±10mAESD SENSITIVITY CAUTIONStorage Temperature ……….……………−65°C to +150°COperating Temperature ……….…………−40°C to +125°CJunction Temperature................................................150°C Package Thermal Resistance @ T A = +25°CSOT23-5, SOT23-6………………….………………200°C/WMSOP-10, SOIC-8 …………………….…………... 150°C/WSOIC-14, TSSOP-14………….……….……………100°C/WLead Temperature (Soldering, 10s) ……………........260°CESD SusceptibilityHBM (5000V)MM (400V)(1) Stresses above these ratings may cause permanent damage. Exposureto absolute maximum conditions for extended periods may degrade device reliability. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those specified is not implied.(2) Input terminals are diode-clamped to the power-supply rails. Inputsignals that can swing more than 0.5V beyond the supply rails should be current-limited to 10mA or less. ESD损坏的范围可能从轻微的性能下降到完全的设备故障。
-61-轨-轨放大器AD806X天津大学生物医学工程与科学仪器系李秋霞李刚R ail-to-rail Am p lifiers AD806XLi Q iux ia Li G an g摘要:AD8061/AD8062/AD8063是美国ANALOG DEVICES公司推出的轨-轨输出电压反馈式放大器。
该放大器价格低廉,所需供电单电源可低至2.7V,特别适合于便携式和电池供电的应用设备。
文中介绍了AD806X系列放大器的主要特点和设计原则,同时给出了AD8061/AD8062/AD8063放大器组成的单电源同步脉冲分离器、RG B信号放大器和多路复用放大器等多种应用电路。
关键词:轨-轨;电压反馈;放大器;AD806X分类号:T N722文献标识码:B文章编号:1006-6977(2002)11-0061-03●新特器件应用1概述AD8061/AD8062/AD8063是AD公司生产的一系列使用方便、价格较低的轨-轨输出电压反馈型放大器。
该系列产品具有同类型的高速电流反馈放大器的典型带宽和压摆率,此外还具有较宽的共模电压输入范围及输出电压摆幅。
以上特点使得该系列器件在电源电压低至2.7V的条件下仍可以方便地使用。
AD8061/AD8062/AD8063虽然价格低廉,但工作性能却极佳。
对于负载为150Ω的视频设备,它们的微分增益及微分相位误差分别可以低至0.01%和0.04%,而其30MH z的带宽波纹则仅为0.1dB;此外,它们还可以提供300MH z的带宽和800V/μs的压摆率。
AD8061/AD8062/AD8063作为典型的低功耗放大器,在每个放大器的输入电流为6.8m A时,其驱动负载能力可达到50m A。
其中,AD8063还能在放大器停止工作时使电源电流降至400μA。
因此,在设备的体积和耗能方面具有较高要求(如便携式设备和采用电池供电的设备)时,AD8063的优良性能使其成为最理想的考虑对象。
圣邦微电子SGM853圣邦微电子SGM8621运放SGM8622运放SGM8624运放SGM8623高精度运算瑞盟科技技术支持151 **** **** 莫工型号描述通道数供电供电带宽使能控制输入失调电压封装OP07 低失调 1CH ±3.0V - ±18V 2.6mA 1.3MHz 否 150uV SOP8/DIP8 MS8551 轨到轨高精度运算放大器 1CH 1.5V - 5.5V 950uA 1.5MHz 否 2/4/18uVSOP8/SOT23-5 MS8552/M 轨到轨高精度运算放大器 2CH 1.8V - 5.5V 950uA 1.5MHz 否 2/4/18uV SOP8/MSOP8 MS8554 轨到轨高精度运算放大器 4CH 1.8V - 5.5V 1.9mA 1.5MHz 否 2/4/18uV SOP14 MS8628 零漂移，轨到轨高精度运算放大器 1CH 1.5V - 6.0V/±0.75V-±3.0V1.4mA 3.8MHz 否 2uV SOP8/SOT23-5 MS8629/M 零漂移，轨到轨高精度运算放大器 2CH 1.5V - 6.0V/±0.75V-±3.0V 1.4mA 3.8MHz 否 2uV SOP8/MSOP8 MS8630T 零漂移，轨到轨高精度运算放大器 4CH 1.5V -6.0V/±0.75V-±3.0V 2.8mA 3.8MHz 否 2uV TSSOP14 MS8601 零漂移，轨到轨高精度运算放大器 1CH 1.8V - 5.5V/±0.9V-±2.75V 1.4mA 3.8MHz 否 4uV SOP8/SOT23-5 MS8602 零漂移，轨到轨高精度运算放大器 2CH 1.8V - 5.5V/±0.9V-±2.75V 1.4mA 3.8MHz 否 4uVSOP8/MSOP8 MS8604/T 零漂移，轨到轨高精度运算放大器 4CH 1.8V - 5.5V/±0.9V-±2.75V 2.8mA 3.8MHz 否 4uV SOP14/TSSOP14 MS8212M 单电源、输出轨到轨高精度运放 MSOP8 MS8231/M 微功耗、高精度轨到轨输入输出运算放大器 SOP8/MSOP8 MS8232/M 微功耗、高精度轨到轨输入输出运算放大器 SOP8/MSOP8 MS8629D 零漂移、单电源、输入输出轨到轨高精度运放 DFN8 低噪声运算放大器型号描述通道数供电电压供电电流带宽噪声密度@1KHZ输入失调电压封装 MS8605S 低噪声、轨到轨输入输出放大器 1CH 2.7V - 5.5V 1mA 10MHz 8nV/（Hz） 65uV SOT23-5 MS8606 精密、低噪、、轨到轨输入输出运算放大器 MS8311 精密、低噪、CMOS、轨到轨输入输出运算放大器 1CH 2.7V - 5.5V 1mA 10MHz 18nV/（Hz） 65uV第1页共2页。
轨至轨(rail to rail)概念(2009-11-25 09:14:28)转载▼分类：电子标签：杂谈从输入来说, 其共模输入电压范围可以从负电源到正电源电压; 从输出来看, 其输出电压范围可以从负电源到正电源电压。
Rail to Rail翻译成汉语即“轨到轨”，指器件的输入输出电压范围可以达到电源电压。
传统的模拟集成器件，如运放、A/D、D/A等，其模拟引脚的电压范围一般都达不到电源电压，以运放为例，电源为+/-15V的运放，为确保性能（首先是不损坏，其次是不反相，最后是足够的共模抑制比），输入范围一般不要超过+/-10V，常温下也不要超过+/-12V；输出范围，负载RL>10kohm时一般只有+/-11V，小负载电阻(600ohm)时只能保证+/-10V。
这对器件的应用带来很多不便。
Rail-to-Rail的器件，一般都是低压器件（+/-5V 或 single +5V），输入输出电压都能达到电源（输入甚至可以超过）。
其原理上的秘诀便在于电流模＋NPN/PNP互补输入结构。
rail-to-rail器件的某些设计思想，对我们自己设计电路也可以提供一些有益的思路。
“轨到轨（rail-to-rail）”的特性即：它的输入或输出电压幅度即使达到电源电压的上下限，此时放大器也不会像常规运放那样发生饱和与翻转。
例如，在＋5V单电源供电的条件下，即使输入、输出信号的幅值低到接近0V，或高至接近5V，信号也不会发生截止或饱和失真，从而大大增加了放大器的动态范围。
这在低电源供电的电路中尤其具有实际意义。
TLC2274（轨到轨）与OP07（非轨到轨）的输入输出范围如表2（厂家给出）及图2（实际测定）。
可以看到，TLC2274的动态范围可达4.8V，而OP07（及其它非轨到轨特性的运放）的动态范围仅3V左右。
轨至轨(rail to rail) 运放有一类特殊的放大器具有非常低的端边占用电压（headroom）要求，称之谓输出摆幅与供电电压相同（轨至轨rail to rail）放大器。
轨到轨运放常用型号
轨到轨运放是一种特殊的运算放大器，其输入和输出电压可以接近或达到供电电源的极限值。
这种运放的特点是具有轨到轨的输入和输出摆幅，因此得名。
轨到轨运放常用型号有：μA741、μA747、AD515A、AD605、AD644、AD648、AD704、AD705、AD706、AD707、AD708、AD711、AD712、AD713、AD741、AD743、AD744、AD745、AD746、AD748、MS8551/8552/8554等。
轨到轨运放的应用非常广泛，特别是在需要高精度、高速、低噪声的信号处理电路中。
由于其输入和输出电压范围大，可以有效地减小电路中的失真和噪声，提高信号的动态范围和信噪比。
此外，轨到轨运放的带宽增益乘积为常数，因此其带宽与增益之间不存在冲突，使得它在许多应用中成为理想的选择。
需要注意的是，轨到轨运放也有一些局限性。
例如，由于其输出摆幅较大，可能会导致放大器在某些情况下容易受到电源噪声的干扰。
此外，轨到轨运放的增益和带宽等性能参数也会受到限制，因此需要根据实际应用需求进行选择和优化。
