几种常用集成运算放大器的性能参数
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运算放大器参数详解(二)运算放大器参数详解1. 引言运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是电子电路中最常用的集成电路之一,具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
本文将详细解释运算放大器的几个重要参数。
2. 增益增益是运算放大器最重要的性能指标之一,通常用电压增益表示。
它可以分为三个级别:•开环增益:即放大器内部的增益,通常非常大,可以达到几十万或更高。
•差模输入电压增益:当放大器的两个输入端有差异时,输出的增益。
•单端输入电压增益:当放大器的一个输入端和参考电位有差异时,输出的增益。
3. 带宽带宽是指运算放大器能正常工作的频率范围。
一般来说,带宽越大越好。
带宽的计算公式为:[ = ]4. 输入电阻和输出阻抗输入电阻是指放大器的输入端对电压信号的阻抗,输出阻抗是指输出端对负载的阻抗。
一般来说,输入电阻越大越好,输出阻抗越小越好。
它们可以影响放大器的稳定性和性能。
5. 器件参数器件参数是指运算放大器本身的特性参数,如偏置电流、输入偏置电流和漂移、噪声等。
这些参数对放大器的性能和稳定性有重要影响,需要根据具体应用进行选择。
•偏置电流:放大器输入端的直流电流。
•输入偏置电流和漂移:输入端电流和漂移对放大器的性能和稳定性有影响。
•噪声:放大器的噪声对信号的清晰度和精度有直接影响。
6. 综合性能指标基于以上参数和特点,可以综合评估运算放大器的性能,如稳定性、线性度、精度和动态性能等。
这些指标可以帮助选择合适的运放器件,以满足具体应用的需求。
结论运算放大器是电子电路中不可或缺的重要元件,准确了解和理解运算放大器的参数对于正确设计和选择放大器至关重要。
只有综合考虑各项参数,才能选择适合自己应用的运放器件,并获得理想的性能。
集成运算放大器的主要参数1.开环差模电压增益Auo运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。
Auo愈高,所构成的运算电路越稳定,运算精度也越高。
一般运放的Aud在60~120dB之间。
2.差模输入电阻Rid是指输入差模信号时运放的输入电阻。
Rid越大,对信号源的影响越小,运放的输入电阻Rid一般都在几百千欧以上。
3.共模抑制比KCMRR :是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,常用分贝数来表示。
不同功能的运放,KCMRR也不相同,有的在60~70dB之间,有的高达180dB。
KCMRR越大,对共模干扰抑制力量越强。
4.最大共模输入电压Uicmax :是指在保证运放正常工作条件下,运放所能承受的最大共模输入电压。
共模电压超过此值时,输入差分对管的工作点进入非线性区,放大器失去共模抑制力量,共模抑制比显著下降。
最大共模输入电压Uicmax定义为,标称电源电压下将运放接成电压跟随器时,使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压值;或定义为下降6dB时所加的共模输入电压值。
5.最大差模输入电压Uidmax :是指运放两输入端能承受的最大差模输入电压。
超过此电压,运放输入级对管将进入非线性区,而使运放的性能显著恶化,甚至造成损坏。
6.开环带宽BW :又称-3dB带宽,是指运算放大器的差模电压放大倍数Aud在高频段下降3dB所对应的频率fH。
7.单位增益带宽BWG:是指信号频率增加,使Aud下降到1时所对应的频率fT,即Aud为0dB时的信号频率fT。
它是集成运放的重要参数。
741型运放的fT=7Hz,是比较低的。
8.输入失调电压:是指为了使输出电压为零而在输入端加的补偿电压。
实际上是指输入电压为零时,将输出电压除以电压放大倍数,折算到输入端的数值称为输入失调电压,即UIO的大小反应了运放的对称程度和电位协作状况。
UIO越小越好,其量级在2mV-20mV之间,超低失调和低漂移运放的UIO一般在1μV-20μV之间。
集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。
集成运放的主要参数:1.开环特性参数(1)开环电压放大倍数Ao。
在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时,所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值,称为开环电压放大倍数。
Ao越高越稳定,所构成运算放大电路的运算精度也越高。
(2)差分输入电阻Ri。
差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。
它是指:开环运算放大器在室温下,加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。
一般为10k~3M,高的可达1000M以上。
在大多数情况下,总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。
(3)输出电阻Ro。
在没有外加反馈的情况下,集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。
它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻,其大小反映了放大器带负载的能力,Ro通常越小越好,典型值一般在几十到几百欧。
(4)共模输入电阻Ric。
开环状态下,两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻,称为共模输入电阻。
(5)开环频率特性。
开环频率特性是指:在开环状态下,输出电压下降3dB所对应的通频带宽,也称为开环-3dB带宽。
2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性,将产生一定的输入误差信号,从而限制里运算放大器的信号灵敏度。
通常用以下参数表示。
(1)输入失调电压Vos。
在室温及标称电源电压下,当输入电压为零时,集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值,即:Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。
当集成运放的输入端外接电阻比较小时。
失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。
Vos一般在mV级,显然它越小越好。
(2)输入失调电流Ios。
在常温下,当输入信号为零时,放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。
即:Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。
集成运算放大器IC的主要参数本节以《中国集成电路大全》集成运算放大器为主要参考资料,同时参考了其它相关资料。
集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标。
其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
这里重点描述——直流指标输入失调电压VIO:输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。
对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。
输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αVIO:输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。
这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
输入偏置电流IIB:输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。
输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。
各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一.uA741M,uA741I,uA741C(单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
目前价格1元/个。
uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极(PMOS上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。
操作电源电压从4V至36V(无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。
主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表,有源滤波器,比较器,采样保持放大器,长期定时器,光电仪表,探测器,TTL接口,入侵报警系统,函数发生器,音调控制,电源,便携式仪器。
工作范围为-55 ºC —125 ºC。
目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司,报价为:2.7—3元/个。
引脚图三.OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。
生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。
这款运算放大器具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
运放参数解析定义全一、单位增益带宽GB单位增益带宽定义为:运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。
单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。
这用于小信号处理中运放选型。
二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力对于小信号,一般用单位增益带宽表示。
单位增益带宽,也叫做增益带宽积,能够大致表示运放的处理信号频率的能力。
例如某个运放的增益带宽=1MHz,若实际闭环增益=100,则理论处理小信号的最大频率1MHz/100=10KHz。
对于大信号的带宽,即功率带宽,需要根据转换速度来计算。
对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,主要考虑精度问题和干扰问题。
1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。
2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍,但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍,当信号频率增大时,放大能力就会下降,当输出信号下降到原来输出的0.707倍时,也就是根号2分之一,或者叫减小了3dB,这时候信号的频率就叫做运放的带宽。
3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时,主要考虑增益带宽积的影响。
就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。
当输出信号幅度很大时,主要考虑转换速率Sr的影响,单位是V/uS。
在这种情况下要算功率带宽,FPBW=Sr/2πVp-p。
也就是在设计电路时要同时满足增益带宽和功率带宽。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、开环带宽:开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。
集成运算放大器的主要参数有那些2集成运算放大器的主要参数有那些?答:1)开环差模电压增益开环差模电压增益是集成运放无外加负反馈情况下的直流差模增益,一般用对数表示,单位为分贝。
2)差模输入电阻它是从集成运放两个输入端看进去的动态电阻,它会随着环境温度和频率而变,选用时我们希望输入电阻越大越好。
实际集成运放的输入电阻在兆欧数量级。
3)输出电阻集成运放在开环工作时,它的输出电压变化量与输出电流变化量之比值。
其值大小可反映运放带负载能力。
通常要求集成运放的开环输出电阻越小越好,典型值一般在几十到几百欧姆之间。
4)共模抑制比定义为开环差模放大倍数与开环共模放大倍数的比值,一般也用分贝表示。
共模抑制比反映了集成运放抑制共模信号的能力,其值越大,说明运放对共模干扰的抑制能力越强。
5)输入失调电压理性(理想)的运算放大器,当输入电压u+=u-时,输出电压uo=0。
但实际的运算放大器中,如果要使uo=0,必须在输入端加一个很小的补偿电压,这个假设的电压就是输入失调电压,一般在毫伏数量级,高质量的在1mv以下。
显然它越小越好。
6)输入失调电压温漂输入失调电压温漂代表输入失调电压的温度系数,是衡量运放温漂的重要指标。
一般运放为每度10~20uV,高质量的低于每度0.5uV。
这个指标往往比失调电压更为重要,因为可以通过调整电阻的阻值人为地使失调电压等于零,但却无法将失调电压的温漂调至零,甚至不一定能使其降低。
7)输入偏置电流当输入电压为零时,集成运放两输入端静态基极电流的算术平均值。
此值主要取决于集成运放输入极的静态集电极和输入极放大管的β值。
11)输入失调电流输入失调电流是输入电压为零值时,集成运放两端静态基极电流的差值,反映差动放大管输入电流不对称的程度。
其值越小越好。
12)输入失调电流温漂代表输入失调电流的温度系数。
一般为每度几纳。
集成运放的主要参数
为了正确选择和合理使用集成运放,必需了解其主要参数的意义和大小范围,现介绍如下:
1.开环差模电压放大倍数(开环电压增益)Auo
它是打算运算精度的主要参数,在输出端开路,没有外接反馈电路,在标称电源电压作用下,两个输入端加信号电压,测得的差模电压放大倍数Auo。
Auo越大,运算精度就越高。
典型运算放大器的Auo≈105(或100dB)目前高质量的集成运放Auo可达107以上(或140dB)。
2.开环差模输入电阻rid
它是指集成运放两个输入端加差模信号时的等效电阻。
表征输入级从信号源取用电流的大小。
一般rid为3MΩ左右,目前高的运放可达1000MΩ以上。
3.开环输出电阻ro
开环输出电阻表征运放带负载的力量,它是指没有外接反馈电路时,输出级的输出电阻。
其阻值越小越好,一般为600Ω以下。
4.最大输出电压UOM
输出端接上额定负载与标称电源电压作用时,所能输出的不明显失真的最大电压,称为最大输出电压,一般为±13V以下。
5.输入失调电压Uio
在抱负状况,输入信号电压为零,输出直流电压也为零。
但在实际上,输入信号电压为零时,输出电压不等于零。
为使输出电压为零,
在输入端加一个补偿电压,该补偿电压称为输入失调电压Uio。
它表征输入级差动放大电路两个晶体管不对称的程度,Uio越小越好,一般为几毫伏。
6.共模抑制比KCMR。
它表示运放的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数Ac之比的肯定值,KCMR越大,说明运算放大器的共模抑制性能就越好。
运算放大器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号:大中小订阅运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。
历史直流放大电路在工业技术领域中,特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。
如在一些自动控制系统中,首先要把被控制的非电量(如温度、转速、压力、流量、照度等)用传感器转换为电信号,再与给定量比较,得到一个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构,所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度,再去推动执行机构或送到仪表中去显示,从而达到自动控制和测量的目的。
因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号,分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号的放大。
能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。
运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除比例微分积分等)单元,是模拟电子计算机的基本组成部件,由真空电子管组成。
目前所用的运算放大器,是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路,集成在一块微小的硅片上。
第一块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的μA741,在60年代后期广泛流行。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图:一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
集成运算放大器的主要参数
开环放大倍数AVO:无反馈时集成运放的放大倍数。
闭环放大倍数AVF:有反馈时集成运放的放大倍数称为闭环放大倍数。
其
数值根据具体电路的反馈情况来计算。
输入失调电压VIO:输入电压为零时,为了使放大器输出电压为零,在输
入端外加的补偿电压。
一般为毫伏级。
它表征电路输入部分不对称的程度,VIO越小,运放性能越好。
输入失调电流IIO:输入电压为零时,为了使放大器输出电压为零,在输
入端外加的补偿电流。
其值为两个输入端静态基极电流之差。
输入偏置电流IIB:输入电压为零时,两个输入端静态基极电流的平均值。
一般为微安数量级,IIB越小越好。
开环电压放大倍数AVO:电路开环情况下,输出电压与输入差模电压之比。
AVO越大,集成运放运算精度越高。
一般中增益运放的AVO可达105倍。
开环输入阻抗ri:指电路开环情况下,差模输入电压与输入电流之比。
ri
越大,运放性能越好。
一般在几百千欧至几兆欧。
几种常用集成运算放大器的性能参数1.通用型运算放大器A741(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。
它们是口前应用最为广泛的集成运算放大器。
卩通用型运算放大器就是以通用为LI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2.高阻型运算放大器,IIB为儿皮安到儿十皮安。
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。
Q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rid> (109^1012)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讣的。
訂前常用的高精度、低温漂运算放大器有0P-07、0P-27、AD508及ill M0SFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器s,BWG>20MHzo PA715等,其SR二50〜70V/u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SR 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、5.低功耗型运算放大器W,可采用单节电池供电。
P A O U前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600 的供电电源为1. 5V,功耗为10 u山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。
理想集成运放的性能指标1 理想集成运放性能指标理想集成运放作为一种功率放大器,具有体积小,功耗低,低失真音频和空白电路器件等优点。
理想集成运放的性能指标在确定放大器是否合格方面可以提供有用的信息,有助于确定放大器的功率范围。
1.1 静态特性与功率放大器的静态特性有关的性能指标包括增益,电压增益和电流增益,以及增益带宽等。
典型的理想集成运放的性能指标如下:放大器的电压增益为0.5V/V ~ 1.5V/V,电流增益为2A/V ~ 10A/V,输入增益带宽10MHz ~ 17MHz,输入电阻1KΩ ~ 10KΩ,晶体管的摩尔失步率20dB~50dB。
1.2 动态特性除静态性能指标外,动态特性也是影响放大器性能的重要因素。
常用的理想集成运放性能指标有增益稳定度、均衡元件稳定性、增益驻波比、输入参考电阻零点补偿因子等。
增益稳定度一般应大于85dB,低频增益驻波比一般不小于40dB,输入参考电阻零点补偿因子一般应小于5mV/V。
1.3 稳压电路性能稳压电路是理想集成运放系统的基本组成部分。
稳压电路的性能可以用几个参数来表示,包括输出电压,输出电压稳定度,输出电流,输出电流波动,瞬态响应和负载调整率等。
一般来说,理想集成运放系统的输出电压应小于11V,输出电压稳定度应小于1‰,输出电流应小于50mA,负载调节率应大于2%。
理想集成运放是一种高性能的功率放大器,对它的装备要求相比一般的功率放大器更加苛刻。
因此,如何按照性能参数要求进行选择以及如何进行调试,准确认识运放的性能特性,对于实施理想集成运放有着至关重要的作用。
理想集成运放的性能指标包含了静态特性、动态特性和稳压电路性能等三个因素,为使放大器具有更好的质量,应详细认识这些性能指标,并严格按照规定的要求进行设计和调试。
运算放大器分类总结报告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。
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)常用性能指标:性能图表: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常用电路: (1)、正向放大器根据虚短路,虚开路,易知:1(1)2R Vo Vi R =+ (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)e C e e a 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:121()()O REF IN R R V V V R +=- ,则: 112112()()inL OL REF REFinHOH REF REFR V V V V R R R V V V V R R =-++=-++2、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。
各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一.uA741M,uA741I,uA741C(单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
目前价格1元/个。
uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极(PMOS上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。
操作电源电压从4V至36V(无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。
主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表,有源滤波器,比较器,采样保持放大器,长期定时器,光电仪表,探测器,TTL接口,入侵报警系统,函数发生器,音调控制,电源,便携式仪器。
工作范围为-55 ºC —125 ºC。
目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司,报价为:2.7—3元/个。
引脚图三.OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。
生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。
这款运算放大器具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
集成运算放大器的主要性能指标有哪些集成运算放大器的主要性能指标有哪些?答:1、开环差模电压增益Aud. 当集成运放的输出端与输入端之间无任何外接原件连接时,输出电压与输入电压之比,定义为开环差模电压增益,即Aud=U0/ui。
集成运放的开环差模电压增益Aud 越大越好,理想运放的开环电压增益Aud→∞。
2、最大输出电压Uopp。
在指定的电源电压下,集成运放的最大不失真输出电压幅度,如F007 在电源电压为正负15V 时,Uopp 为正负12V。
3、差模输入电阻Rid。
集成运放的差模输入电阻Rid,就是从集成运放两个输入端看入的等效电阻。
它反映集成运放从信号源中吸取电流的大小。
定义Rid= Uid/Iid。
差模输入电阻Rid 越大越好,理想运放的差模输入电阻Rid →∞4、输出电阻R0。
集成运放的输出电阻就是从运放输出端向运放看入的等效信号源内阻,集成运放的输出电阻越小越好,理想运放的输出电阻R0→∞5、共模抑制比KCMR.集成运放的KCMR 与差放电路的定义相同,即差模电压增益与共模电压增益之比,常用分贝表示,即KCMR=20 ㏒∣Aud /Auc ∣(db)集成运放的共模抑制比越大越好理想运放KCMR →∞6、最大共模输入电压幅度uicm 。
当集成运放两个输入端之间所加的共模输入电压超过某一值时,运放不能正常工作,这个定值为最大共模输入电压。
F007 的uicm =12V7、最大差模输入电压幅度uidm 当集成运放两个输入端之间所加的差模输入电压超过某一值时,输入级的正常输入性能被破坏,这一定值称为最大差模输入电压幅度uidm 。
F007 的uidm =正负30V8、输入失调电压Uio 输入失调电压Uio 反应集成运放输入极対称性和各级电位配置好坏的指标。
静态时,输入电压不等于0.欲使Uo =0,必须在两个输入端之间外加一个补偿电压,即输入失调电压。
F007 的Uio 约为2mv。
集成运放的输入失调电压越小越好。
董婷 076112班一.uA741M,uA741I,uA741C(单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
目前价格1元/个。
uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性虚拟通道连接= ± 15V , Tamb = 25 ℃(除非另有说明)二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS 高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A 和CA3140 BiMOS 运算放大器功能保护MOSFET 的栅极(PMOS 上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。
操作电源电压从4V 至36V (无论单或双电源),它结合了压电PMOS 晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。
主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表,有源滤波器,比较器,采样保持放大器,长期定时器,光电仪表,探测器,TTL 接口,入侵报警系统,函数发生器,音调控制,电源,便携式仪器。
工作范围为-55 ºC —125 ºC 。
目前生产厂家主要是INTERSIL 公司和HARRIS 公司,报价为:—3元/个。
引脚图三.OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。
生产厂家主要有德州仪器公司和AD 公司。
这款运算放大器具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
几种常用集成运算放大器的性能参数1.通用型运算放大器A741(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。
μ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2.高阻型运算放大器,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。
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。
Ω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rid>(109~1012)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s,BWG>20MHz。
μA715等,其SR=50~70V/μ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SR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、5.低功耗型运算放大器W,可采用单节电池供电。
μA。
目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10μ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50~250 6.高压大功率型运算放大器A791集成运放的输出电流可达1A。
μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。
在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。
若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。
高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。
例如D41集成运放的电源电压可达±150V,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。
国内产品5G28的输入阻抗大于10GΩ,F3103的输人阻抗达到10006Ω。
3.低输入失调电压型输入失调电压是造成直流放大电路零位输出的主要原因之一。
通常输入失调电压在1mV以下者为低输入失调电压型,一般为50μV~1mV。
4.高速型和宽频带型高速型集成运放具有快速跟踪输入信号电压能力,常用摆率大小来衡量。
一般摆率在5V/μS以上者为高速集成运放,通常为5~70V/μS,高速集成运放的转换速率通常比通用型集成运放的转换速率高10~100倍。
高速型集成运放的主要产品有F715,F122,4E321,F318,μA207等。
其中,国产的F715的转换速率达到100V/μs,F318的转换速率达到70μs,国外的μA207的转换速率达到500V/μs,个别产品已达到1000V/μS。
宽频带型集成运放是以最高工作频率来划分的。
通常,在小信号条件下用单位增益带宽来衡量,在大信号条件下用全功率带宽或用摆率来衡量。
宽频带型集成运放的增益带宽一般为几十兆赫兹。
这类集成运放既能做直流放大器、低中频放大器,又能做高频放大器。
例如,F507的单位增益带宽为35MHz,带宽运放的低频性能与通用型集成运放相当,而高频特性比高速集成运放还要好。
6.高压型工作电源电压越高,输出电压的动态范围越宽。
一般电源电压在±20Ⅴ以上者称为高压型集成运放。
采用场效应管作为输入级的集成运放,转换速率较高,其电源电压范围一般为±15~±40V。
最高的电源电压可达±150V,最大输出电压可达±145V,如BB公司生产的3580J即是此类集成运放的典型产品。
国内高压运放有F1536,BG315,F143等。
7.低功耗型一般集成运放的静态功耗在50mW以上,而低功耗型集成运放的静态功耗在5mW以下,在1mW以下者称为微功耗型。
一般在便携式仪器或产品、航空航天仪器中应用。
8.高输出电流型和功率型一般集成运放输出电流能力有限,通常在10mA以下。
当输出电流在50mA以上者称为高输出电流型。
输出电流在IA以上者通常称为功率型集成运放。
大电流集成运放实际上是一级电流放大器,此类集成运放的输出电流通常为±200~±600mA,输出电阻约为1Ω。
电流放大器的典型应用是串接在通用型集成运放之后进行扩展。
这类产品有F3401,MC3401,LM3900等。
9.低噪声型在对微弱信号进行放大时,集成运放的噪声特性就是一项重要的特性参数。
一般等效输入电压在2pV 以下者为低噪声型。
这类产品有F5037,XFC88等。
10.多元型多元集成运放也叫复合集成运放,它是在一个芯片上同时集成2个或2个以上独立的集成运放。
主要产品有F747,F1437,F1537,F1558,F347,F4558,XFC80,BG320,56353等。
11.单电源型一般集成运放都是采用双电源工作的,若用单电源,则需在电路上采取分压的办法。
双电源集成运放有正、负供电系统,必然增加设备的体积和重量,因此在某些场合需要单电源工作的运放,如航空航天及野外使用,对电源的体积、重量要求轻的电子设各。
主要产品有F3140,F124,F158,F358,7XC348,SF324等。
12.跨导型这是利用输入电压来控制输出电流的集成运放,跨导可以通过外加偏置的方法来改变,输出电流能够在很宽范围内变化。
主要产品有F3401,MC3401,LM3900等。
13.程控型程控型集成运放能用外部电路控制其工作状态。
这种集成运放当偏置电流值改变时,它的参数也将随着变化,使用灵活,特别适用于测量电路。
14.组件型组件型集成运放是利用单片式集成电路和分立元件组合而成的一种具有独特性能的电路,其电气性能可远远超过同类型的产品,因此是一种品种发展很快,而又具有广阔前景的一类电路。
比较常见的品种有:低漂移集成运放组件ZF03,OP3等,比普通低漂移集成运放的失调电压低一个数量级,广泛用于直流微弱信S 号的放大,如各种低漂移传感器的前置放大。
静电型放大器ZF3lOJ,AD310J等,其输入偏流极小,比MO型场效应管做差分放大器的输入偏流还低1~2个数量级。
这样微小的输人电流可与静电放大用的电子管相比拟,广泛用于离子流检测、微电流放大器、电流/电压变换器、长周期保持电路、高输人阻抗缓冲放大器等。
数据放大器采用两个低漂移运放作为差分输入级,然后将其输出信号加到做差分放大器的第三只运放上进行放大后输出信号,其闭环增益固定为10倍、100倍、1000倍等,也可用外接的电位器进行调整,它的失调电压温漂小,共模抑制比高,广泛用于仪器仪表中作为前置放大器,主要产品有AD605等。