运算放大器通俗讲解

运算放大器通俗讲解

模拟运算放大器概述及选型指南

模拟运算放大器,作为电子领域的重要元件,已经历了四十多年的发展。从最初的硅NPN工艺,到后来的标准硅工艺,再到结型场效应管技术和MOS管技术的加入,运算放大器经历了质的飞跃。这不仅解决了低功耗和小信号处理的问题,还大大提高了性能。

对于初学者来说,面对市场上琳琅满目的运算放大器,如何选择合适的型号成为一大难题。本文旨在通过对集成模拟运算放大器的分类和特性进行详细介绍,帮助读者了解各种运算放大器的特点和适用场景,为选型提供参考。

一、根据制造工艺分类

目前,集成模拟运算放大器主要分为以下几种类型:基于标准硅工艺、加入结型场效应管工艺以及加入MOS管工艺的运算放大器。了解制造工艺对运算放大器性能的影响,有助于我们快速掌握各种运放的特点。

1. 标准硅工艺运算放大器:具有开环输入阻抗低、输入噪声低、增益稍低、成本低、精度不太高等特点。这类运放主要用于一般放大和信号处理场合。典型代表是LM324。

2. 加入结型场效应管工艺的运算放大器:在标准硅工艺的基础上,通过改进输入级为结型场效应管,大大提高了运放的开环输入阻抗和转换速度。典型代表是TL084。

3. 加入MOS管工艺的运算放大器:这类运放分为三类,第一类是改进输入级为MOS场效应管,第二类是采用全MOS场效应管工艺,第三类是结合模拟数字混合技术的运算放大器。这类运放具有低功耗、高输入阻抗、高速处理等特点,特别适用于低功耗、高速信号处理等场合。

二、按照功能/性能分类

模拟运算放大器可根据其功能或性能分为通用运放、低功耗运放、精密运放、高输入阻抗运放、高速运放、宽带运放、高压运放以及特殊运放等。

1. 通用运放:具有最基本功能,用途广泛,使用量最大。

2. 低功耗运放:适用于对功耗有要求的场所,如手持设备。

3. 精密运放:适用于对放大处理精度有要求的场合,如自控仪表。

4. 高输入阻抗运放:具有高输入阻抗和高速转换特性,广泛应用于采样保持电路、积分器等领域。

5. 高速运放:适用于高速AD/DA转换器、高速滤波器等。

6. 宽带运放:主要用于处理输入信号的带宽较宽的电路。

7. 高压运放:用于解决高输出电压或高输出功率的要求。

三、运放的主要参数

集成运放的参数分为直流指标和交流指标。主要直流指标包括输入失调电压、输入失调电压的温度漂移、输入偏置电流等。主要交流指标包括开环带宽、单位增益带宽等。这些参数是评估运算放大器性能的重要指标,对于选型和使用具有重要意义。

本文详细介绍了模拟运算放大器的分类、特点以及选型方法,希望能够帮助读者更好地了解各种运算放大器的特点和适用场景。在选型时,应根据实际需求和应用场景选择合适的运算放大器。


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