运算放大器

正所谓“术业有专攻”，在模拟器件中，运放的使用占据很大比例。在运放器件的使用上，需要对项目做好评估，选择合适类型的运放。就整体而言，运放大体分为以下7类，让我们一起学习一下吧！

<strong>1、通用型运算放大器</strong>

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、涵盖面广，其性能指标能适合于一般性使用。例如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。

<strong>2、高阻型运算放大器</strong>

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＞1GΩ~1TΩ，一般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LF355、LF347（四运放）及输入阻抗更高的CA3130、CA3140等。

<strong>3、低温漂型运算放大器</strong>

贸泽电子（Mouser Electronics）即日起备货Texas Instruments（TI）的OPA855非完全补偿放大器。该款双极性输入的宽带低噪声运算放大器非常适合配置为高带宽跨阻放大器和电压放大器，其8GHz增益带宽积（GBWP）可以在维持较高闭环带宽的前提下实现高增益配置。不仅如此，OPA855的输入噪声仅为0.98nV/√Hz，能够尽可能降低来自于放大器的噪声影响，同时其压摆率达2750V/μs，可实现更宽的电压摆幅。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-09/wen_zhang_/100045311-81140-1.pn…; alt=“” width="600"></center>

在运放的使用过程中，会遇到这样的情况：

例如一个运放芯片集成了两个独立的运算放大器，在用作电压跟随器的时候，我们只用到了一个运放，另外一个运放可能就不管了。

针对未使用的运放，我们应该如何处理才更合适呢？本文列举出了6种不同的端接方法，并针对这几种端接方式，提出了他们的看法，让我们一起来看看吧！

这些方法如下图所示：

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-09/wen_zhang_/100045288-81023-0.pn…; alt=“” width="600"></center>

<strong>针对各种方法分析如下：</strong>

<strong>运算放大器常见问题解答</strong>

<strong><font color="#004a85">1、双电源供电的放大器能否用于单电源配置？</font> </strong>

<strong>Q：我在PLL设计中使用+12/-5V电源运行此元件（AD8610）。现在我发现使用+12和0V也运行得很好（不管规格是什么）。不知我这样使用此元件会遇到哪些问题？（规格为最小+5/-5V）</strong>

A：运算放大器没有接地端子。可以由对称或不对称双电源供电，也可由单电源供电。

<strong><font color="#FF0000">高压摆率等特性使其成为电池供电设备的理想之选</font> </strong>

《负反馈和运算放大器基础》从理论和运算推导入手，用数个形象化的生活场景类比、数十个实用运放电路案例解析，100 多页的篇幅，将复杂的负反馈和运算放大器基础知识不留死角讲清楚了。

当现成的运算放大器(op amp)不能提供特定应用所需的信号摆幅范围时，工程师面临两种选择：使用高压运算放大器或设计分立解决方案，不过这两种选择的成本可能都很高。

对许多应用来说，第三种选择——自举——可能是比较廉价的替代方案。除了动态性能要求极为苛刻的应用，自举电源电路的设计是相当简单的。

<strong>自举简介</strong>

常规运算放大器要求其输入电压在其电源轨范围内。如果输入信号可能超过电源轨，可以通过电阻衰减过大输入，使这些输入降至电源范围以内的电平。这样处理并不理想，因为它会对输入阻抗、噪声和漂移产生不利影响。同样的电源轨也会限制放大器输出，闭环增益的大小存在一个限值，以避免将输出驱动到饱和状态。

因此，如果要求处理输入和/或输出上的大信号偏离，则需要宽电源轨和能在这些电源轨上工作的放大器。ADI 的 24V 至 220V 精密运算放大器 ADHV4702-1 是适合这种情况的出色选择，不过自举低压运算放大器也能满足应用要求。是否使用自举主要取决于动态要求和功耗限制。

<strong>运算放大器的基础原理</strong>

运算放大器具有两个输入端和一个输出端，如图1-1所示，其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端)，另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端，如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号，则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号：输出端输出的信号与同相输人端的信号同相，而与反相输入端的信号反相。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-02/wen_zhang_/100017606-59773-f1.g…; alt=“图1-1：运算放大器的电路符号” width="600"></center><center><i>图1-1：运算放大器的电路符号</i></center>

<strong>摘要</strong>

当现成的运算放大器(op amp)不能提供特定应用所需的信号摆幅范围时，工程师面临两种选择：使用高压运算放大器或设计分立解决方案——这两种选择的成本可能都很高。对许多应用来说，第三种选择——自举——可能是比较廉价的替代方案。除了动态性能要求极为苛刻的应用，自举电源电路的设计是相当简单的。

<strong>自举简介</strong>

常规运算放大器要求其输入电压在其电源轨范围内。如果输入信号可能超过电源轨，可以通过电阻衰减过大输入，使这些输入降至电源范围以内的电平。这样处理并不理想，因为它会对输入阻抗、噪声和漂移产生不利影响。同样的电源轨也会限制放大器输出，闭环增益的大小存在一个限值，以避免将输出驱动到饱和状态......,

1.共模输入电阻(RINCM)

该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。

2.直流共模抑制(CMRDC)

该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。

3.交流共模抑制(CMRAC)

CMRAC用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力，是差模开环增益除以共模开环增益的函数。

4.增益带宽积(GBW)

增益带宽积AOL * ƒ是一个常量，定义在开环增益随频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。

5.输入偏置电流(IB)

该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。

6.输入偏置电流温漂(TCIB)

该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。TCIB通常以pA/°C为单位表示。

7.输入失调电流(IOS)

该参数是指流入两个输入端的电流之差。

8.输入失调电流温漂(TCIOS)

该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。TCIOS通常以pA/°C为单位表示。

9.差模输入电阻(RIN)