淺談運(yùn)算放大器的種類、工作原理及參數(shù)

由于早期應(yīng)用于模擬計(jì)算機(jī)中，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算，故得名“運(yùn)算放大器”。運(yùn)算放大器是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實(shí)際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出信號(hào)可以是輸入信號(hào)加、減或微分、積分等數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果。

運(yùn)放是一個(gè)從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實(shí)現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，大部分的運(yùn)放是以單芯片的形式存在。運(yùn)放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)當(dāng)中。

運(yùn)算放大器常見的封裝，主要是DIP直插跟SOP貼片的封裝。集成運(yùn)算放大器廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量，自動(dòng)控制，通信，計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域。

運(yùn)算放大器的種類

集成運(yùn)算放大器一般分為直流放大器、音頻放大器、視頻放大器三種類型。

直流放大器可對(duì)直流到低頻信號(hào)放大；

音頻放大器可對(duì)數(shù)10赫茲到數(shù)10千赫茲的低頻信號(hào)放大；

視頻放大器可對(duì)數(shù)10赫茲到數(shù)10兆赫茲的視頻信號(hào)放大。

集成運(yùn)算放大器的供電方式有雙電源供電、單電源供電、單雙電源供電任選三種方式。

一個(gè)芯片上也可以同時(shí)集合多個(gè)運(yùn)算放大器，所以就會(huì)出現(xiàn)有單運(yùn)算放大器雙運(yùn)算放大器，三運(yùn)算放大器，四運(yùn)算放大器，到八運(yùn)算放大器。

電壓模式集成運(yùn)算放大器是模擬電路中普遍使用的器件。

從性能指標(biāo)上來(lái)看，放大器分為通用運(yùn)算集成電路和專用型運(yùn)算放大器兩種。

通用型運(yùn)算放大器如lm358、Lm324、NE5532等等，是目前為止應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。UA741算是運(yùn)算發(fā)大器的祖先，由美國(guó)仙童（fairchild）公司發(fā)明，從上世紀(jì)60年代流行至今，仍然是電子學(xué)科技中講解運(yùn)算放大器原理的典型器件。

專用型集成運(yùn)算放大器，其特點(diǎn)是高精度漂移，一般用于毫伏量級(jí)或更低的微弱信號(hào)精密檢測(cè)，高精密度穩(wěn)壓電源自動(dòng)控制儀表中。

運(yùn)算放大器的工作原理

它的內(nèi)部原理大概就是這樣子的——它有5個(gè)引腳，分為正電源跟負(fù)電源，兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出。

它的工作原理大概是這樣的——輸入會(huì)有兩個(gè)電壓，輸入之后就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差，電壓差加在輸入電阻上面；這里面還有一個(gè)壓控電壓源，它會(huì)把收到的一個(gè)小電壓放大G倍，這個(gè)增益是非常非常大的；然后再通過一個(gè)內(nèi)部的輸出電阻輸出出去，那么就可以得到一個(gè)被放大的電壓。

如果輸入的兩個(gè)電壓差異比較大，又沒有一個(gè)反饋的話，那么就會(huì)形成一個(gè)電壓比較。如果上面輸入的電壓比較大的話，那就會(huì)導(dǎo)致增益的結(jié)果電壓特別大，則會(huì)達(dá)到一個(gè)電壓的上限。

如果上面的電壓比下面的要小一點(diǎn)的話，那么這里就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)下限的電壓值接近于負(fù)電壓的值。因此，反饋在這個(gè)電路中是非常重要的，加上反饋后，輸入的電壓就會(huì)構(gòu)成一個(gè)比較正常的數(shù)學(xué)關(guān)系，這也是運(yùn)放最常見的使用方法。

運(yùn)算放大器的參數(shù)

運(yùn)算放大器的參數(shù)是非常多的，大概有十幾個(gè)。而它最主要的參數(shù)有如下幾個(gè)——

1）開環(huán)電壓增益：它主要是表示輸入電壓差值放大多少倍變成為輸出電壓，倍數(shù)就是電壓的增益了都是幾千幾萬(wàn)。這個(gè)倍數(shù)是非常大的，越大大的話就越表示這個(gè)運(yùn)算的結(jié)果越接近理想的狀態(tài)。

2）輸入失調(diào)電壓VOS

3）輸入失調(diào)電流los

4）輸入偏置電流

5）共校抑制比

6）壓擺率Slew rate

7）建立時(shí)間Settling Time

不同于一般集成電路的輸入輸出電壓參數(shù)，這些參數(shù)都是運(yùn)算放大器特有的。
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