集成运放的种类
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常用集成运放电路
集成运放电路是模拟电路的重要组成部分,常用于信号放大、运算和滤波等功能。
以下是一些常用的集成运放电路:
1.反相放大器:将输入信号反相并放大,输出信号与输入信号相位相反且放大倍数可调。
2.同相放大器:将输入信号同相放大,输出信号与输入信号相位相同且放大倍数可调。
3.差分放大器:将两个输入信号差分输入放大,输出信号为两输入信号之差,具有高输入阻抗和抑制共模干扰等优点。
4.积分器:将输入信号进行积分运算,输出信号为输入信号的积分值。
5.微分器:将输入信号进行微分运算,输出信号为输入信号的微分值。
6.对数放大器:将输入信号进行对数放大,输出信号为输入信号的对数值。
7.指数放大器:将输入信号进行指数放大,输出信号为输入信号的指数值。
8.乘法和除法运算电路:可以实现两个输入信号的乘法或除法运算。
9.滤波电路:用于滤除输入信号中的噪声或特定频率成分,包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
10.迟滞比较器:将输入信号与参考电平进行比较,输出信号为
方波或脉冲波形,常用于开关电路和阈值检测等。
这些集成运放电路具有不同的功能和特点,根据具体应用需求进行选择和使用。
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。
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。
按照集成运算放大器的功能和性能来分,集成运算放大器可分为如下几类。
1、通用型运算放大器通用型运算放大器实际就是具有最基本功能的最廉价的运放,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。
目前对通用型的定义还不十分明确,此型的性能尚没有明确的标准。
可以大致认为,在不要求有突出参数指标情况下使用的运放就称之为通用型。
但是,由于运放的整体性能普遍提高,通用型的标准也有相对上浮趋势。
即过去的某些高性能运放,现在可能就变成了通用型。
根据实际参数指标,目前下列运放被划分为通用型:单运放系列中的uA709、uA741、MC1456、LM301A 、LF351、TL081等;双运放系列中的LM358、RC4558、MC1458、LF353、TL082等;四运放系列中的LM324、MC3403、LF347、TL084等。
通用型运算放大器因为其自己身的特点,应用面很广。
主要应用在技术要求适中的地方,以能满足工作要用,经济又实用为准。
通用型集成运放适用于放大低频信号。
在实际选用时,应尽量选用通用型运算放大器,因为它们容易购得且性价比高。
但其缺点是不能满足一点技术指标要求高的产品应用,不能满足一些特殊的技术服务只有通用型不能满足要求时,才能选用专用型,这样即可降低成本,又容易保证货源。
在通用型运放中,741A μ(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356等是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
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。
集成运放的类型及应用集成运放(即集成式运算放大器)是一种高增益、高输入阻抗以及低输出阻抗的电子放大器,广泛应用于电路设计和信号处理等领域。
下面将详细介绍集成运放的类型及应用。
1. 类型:目前,常见的集成运放有多种类型,包括普通运放、仪表运放、高速运放、低功耗运放等。
普通运放:普通运放是最常见的一种集成运放,具有宽带宽、高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
它的主要应用领域包括信号放大、滤波、理想运算放大器电路设计等。
仪表运放:仪表运放是一种精密运放,具有高共模抑制比、低偏置电流和低噪声的特点。
它的主要应用领域包括电压、电流、温度等测量,以及精密仪器和设备的信号放大等。
高速运放:高速运放是一种具有高增益带宽积(GBW)和快速响应特性的运放,适用于高频信号处理和快速信号放大等应用。
它的主要应用领域包括通信系统、高速数据传输、高速采样和测量等。
低功耗运放:低功耗运放是针对低电源电压和低功耗要求而设计的集成运放。
它可以在低电源电压下正常工作,并具有低静态功耗和低失调电压的特点。
它的主要应用领域包括移动设备、便携式仪器和电池供电系统等。
2. 应用:集成运放作为一种重要的电子器件,在电路设计和信号处理等领域应用广泛。
下面列举一些常见的应用示例:信号放大:集成运放最常见的应用就是信号放大。
通过调整运放的增益,可以将微弱的传感器信号放大到适合后续处理的范围,如压力传感器、温度传感器等。
滤波器:集成运放可以被用来设计各种类型的滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
滤波器的设计可以通过选择运放的反馈电阻和电容来实现。
运算放大器电路设计:运算放大器电路是运放最重要的应用之一。
基于运算放大器的电路可以实现加法、减法、乘法、除法、积分、微分等运算,并被广泛应用于模拟电路设计、自动控制系统等领域。
电压和电流测量:仪表运放常用于电压和电流测量。
通过仪表运放的高共模抑制比和低偏置电流特性,可以实现高精度和高稳定性的电压和电流测量。
集成运算放大器什么是集成运算放大器?集成运算放大器(简称为“运放”)是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电路器件。
它可以对输入信号进行放大、求和、减法、积分、微分和滤波等操作,因此在模拟电路中具有广泛的应用。
常用的集成运算放大器类型常用的集成运算放大器类型有若干种,下面介绍常用的几种类型。
1. 双运放双运放是在同一芯片上集成了两个独立的运放,它们共享电源和地线,但具有独立的输入和输出引脚。
而且,双运放的价格比两个单独的运放的价格要便宜,在一些应用中能够节省成本。
2. 四运放四运放是在同一芯片上集成了四个独立的运放,它们共享电源和地线,但具有独立的输入和输出引脚。
四运放可以实现多路信号处理、滤波、放大等功能,并具有更高的集成度和更小的尺寸。
3. 差分运放差分运放是一种仅有一对输入的运放,它的输出与两个输入端的差值成正比。
差分运放常用于模拟信号的放大、滤波、比较等应用场景。
4. 噪声取消运放噪声取消运放是一种特殊的差分运放,它可以通过特殊的布局和电路设计抵消输入信号中的共模噪声和交流噪声。
集成运算放大器的应用由于集成运算放大器在模拟电路中具有广泛的应用,因此在许多电子设备中都可以看到它们的身影。
下面列举几个常见的应用实例。
1. 电压跟随器电压跟随器是一种特殊的集成运放放大器,它的输出电压与输入电压完全相同。
它广泛用于多级放大器电路中,能够提高电路的输入阻抗,稳定电路的工作状态,并使信号传输更加精确和可靠。
2. 滤波电路集成运算放大器在滤波电路中起到关键作用。
利用其高增益、高输入阻抗以及差分运放的特性,可以设计出各种复杂的滤波电路,如低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器等。
3. 比较器比较器是一种将输入信号与参考电压进行比较后输出正弦波的器件。
利用集成运算放大器的高增益和差分运放的特性,可以设计出高精度、高稳定性、高速度的比较器电路,常用于电压比较、波形识别、开关控制等领域。
4. 稳压电源集成运算放大器可以应用于稳压电源的反馈回路中,通过对反馈信号进行处理,使输出电压稳定,而不受输入电压和负载变化的影响。
集成运放的分类及应用集成运放(Operational Amplifier, OP-AMP)是一种基本的电子元件,具有非常广泛的应用。
根据性能特点和应用功能的不同,可以将集成运放分为以下几类。
1. 低噪声运放:低噪声运放在信号处理、放大和传输等领域中应用广泛。
这些运放通常具有非常低的输入等效噪声、电压噪声和电流噪声,能够保持信号的高精确度。
它们常用于音频放大器、传感器信号放大、音频电平计等高要求的应用上。
2. 高速运放:高速运放具有快速的频率响应和瞬态响应,可以实现高速信号处理。
这些运放主要应用于高速数据转换、通信、视频处理、宽带放大器等领域。
高速运放还常用于模拟环路控制系统、高速采样和保持电路等。
3. 低功耗运放:低功耗运放适用于需要长时间使用,对电源的耗电量要求较低的应用。
它们通常具有低功耗和低供电电压,能够降低系统的能耗。
这种运放广泛应用于便携式设备、传感器网络、能量收集系统等。
4. 高精度运放:高精度运放能够实现精确的信号测量和放大,具有高精度的增益、低偏移电压、低温漂移等特点。
这些运放适用于精密测量、自动控制、医疗仪器等需要高精度信号处理的应用。
5. 低电压运放:低电压运放适用于低电压供电系统,能够在低电源电压下正常工作。
这些运放通常具有低电源电压、低功耗和低电流功耗等特点。
它们广泛应用于便携式设备、电池供电系统、太阳能电池等。
6. 特殊功能运放:这类运放具有特殊的性能或功能,用于特定的应用。
例如,差分放大器用于抑制共模噪声,比较器用于信号比较和触发,自耦变压器用于隔离输入和输出信号等。
这些特殊功能运放能够满足特定应用的需求。
集成运放广泛应用于各种电路和系统中,包括:- 信号放大和处理:可以将微弱的传感器信号放大到合适的范围,如温度传感器、压力传感器等。
- 运算放大器:可以实现加法、减法、乘法、积分、微分等运算,用于信号处理、滤波和控制电路等。
- 比较器:用于信号比较和触发,常用于开关控制、触发器电路、模拟开关等。
集成运算放大器的分类按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。
1.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。
2.高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般r id>(109~1012)Ω,I IB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。
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,但输入失调电压较大。
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.低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率S R一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
高速型运算放大器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、μA715等,其S R=50~70V/μs,BW G>20MHz。
5.低功耗型运算放大器由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250μA。
集成运算放大器主要类别下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。
1.通用型集成运算放大器通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中,可满足大多数情况下的使用要求。
通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型属低增益运算放大器,Ⅱ型属中增益运算放大器,Ⅲ型为高增益运算放大器。
Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品,其输入失调电压在2mV左右,开环增益一般大于80dB。
2.高精度集成运算放大器高精度集成运算放大器是指那些失调电压小,温度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。
这类运算放大器的噪声也比较小。
其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏,温度漂移小到几十微伏每摄氏度。
编辑本段3.高速型集成运算放大器高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大,有的可达2~3kV/μS。
4.高输入阻抗集成运算放大器高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大,输入电流非常小。
这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。
5.低功耗集成运算放大器低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小,电源电压也很低,整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。
这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。
6.宽频带集成运算放大器宽频带集成运算放大器的频带很宽,其单位增益带宽可达千兆赫以上,往往用于宽频带放大电路中。
7.高压型集成运算放大器一般集成运算放大器的供电电压在15V以下,而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。
8.功率型集成运算放大器功率型集成运算放大器的输出级,可向负载提供比较大的功率输出。
9.光纤放大器光纤放大器不但可对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能,是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件;由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制,更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用,从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实,是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。
Bipolar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1012以上。
一、按工作原理分类
1、电压放大型
实现电压放大,输出回路等效成由电压u I控制的电压源u o=A od u I。
2、电流放大型
实现电流放大,输出回路等效成由电流i I控制的电流源i o=A i i I。
3、跨导型
将输入电压转换成输出电流,输出回路等效成由电压u I控制的电流源
i o=A iu u I,A iu的量纲为电导,它是输出电流与输入电压之比,故称跨导g m。
4、互阻型
将输入电流转换成输出电压,输出回路等效成由电流i I控制的电压源
uo=A ui i I,A ui的量纲为电阻,故称这种电路为互阻放大电路。
二、按可控性分类
1、可变增益运放
电压控制增益的放大电路:由外接的控制电压来u c来调整开环差模增益
A od。
也可利用数字编码信号来控制开环差模增益A od。
2、选通控制运放
此类运放的输入为多通道,输出为一个通道,即只有一个对“地”输出电压信号。
利用输入逻辑信号的选通作用来确定电路对哪个通道的输入信号进行放大。
如图所示。
三、按性能指标分类
通用型运放:用于无特殊要求的电路之中。
特殊型运放:为了适应各种特殊要求,某一方面性能特别突出。
1、高阻型
具有高输入电阻r id的运放。
适用于测量放大电路、信号发生器电路或取样-保持电路。
2、高速型
单位增益带宽和转换速率高的运放为高速型运放。
适用于模-数转换器、数-模转换器、锁相环电路和视频放大电路。
3、高精度型
高精度型运放具有低失调、低温漂、低噪声、高增益等特点。
适用于对微弱信号的精密测量和运算,常用于高精度的仪器设备中。
4、低功耗型
低功耗型运放具有静态功耗低、工作电流电压低等特点。
适用于能源有严格限制的情况。
还有高电压(如100V)的高压型运放、大功率型运放、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器、对数/反对数放大器等等。