运算放大器研究综述【文献综述】

《运算放大器研究综述【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业论文文献综述电子信息工程运算放大器研究综述摘要：文章从运算放大器的分类，运算放大器的基本放大形式等方面对运算放大器做了较为详细的介绍和比较，分析了各类放大器的基本特性和应用场合。通过比较，有助于电路设计师在实际应用中选择最合适自己的运算放大器和电路形式。关键词：运算放大器；正相放大器；反相放大器1、引言运算放大器是一种高增益直接耦合放大器。当给它加上不同形式的反馈后，就可以完成加法、减法、积分、微分等数学运算、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。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

2、算放大器”，此名称一直延续至今。尽管近几十年来以大规模集成工艺为依托的各种数字电路的问世，逐渐替代了各种传统的模拟电路应用领域，但是正如AnalogDvice公司的广告一样，“Analogiseverywhere”，模拟无处不在。现实的物理世界是模拟的，与物理世界的各种现象的接口仍然需要靠模拟电路实现。即便在某一功能块中，模拟电路所占分量可能很少，但这一少部分或许是整个系统就设计和实现来说最具挑战性的部分，而且往往在系统性能上起着关键作用[1]。自上世纪60年代仙童半导体（FairchildSemiconducto

3、r）推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器以来，由于其性能优越，使用方便，使得工业上许许多多的测量技术有了突破性的发展[2]。几十年来，不同行业的不同应用条件也对运算放大器提出了新的要求。比如在手持设备产品中，产品采用电池供电，要求器件的功耗很低；在视频和网络等应用中，要求运放具有高速宽频带的特性；在微小信号放大的应用中要求运放的噪声小，否则信号会淹没在噪声中[3]。为此，各大IC设计厂家不断推出各种新型运放，以满足各种不同需求。2、运算放大器的分类2.1按参数分根据运算放大器的不同参数，可将运算放大器分为通用

4、型运算放大器和专用型运算放大器。专用型运算放大器又分为高输入阻抗运算放大器、高精度运算放大器、低功耗运算放大器、高速宽频带运算放大器、高压大功率型运算放大器、可编程控制运算放大器和轨对轨运算放大器等[4-5]。5通用型运算放大器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[6]。高输入阻抗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。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。高精度集成运算放大器器的

5、特点是失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高[7]。低功耗运算放大器工作时的电流非常小，电源电压也比较低，多用于便携式电子产品中。高速宽频带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。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。高压大功率型运算放大器在提供较高电压输出的同时，还能提供较大的电流，使得负载上得到较大的输出功率。可编程控制运算放大器的特点是可以通过改变控制端的电平或电压就可改变放大倍数。轨对轨运算放大器特点是输入和输出电压摆幅非常接近或几乎

6、等于电源电压值[8]。2.2按内部的结构分运算放大器按其内部结构的不同可分可为电压反馈型(VFB)运算放大器和电流反馈型(CFB)运算放大器[9]。普通的运算放大器为电压反馈型(VFB)运算放大器，放大器的“+”、“-”两个输入端是晶体管的基极或FET的栅极。由于输入阻抗高，流入的电流非常小，反馈不是以电流的形式而是以电压形式进行，因此称为电压反馈型(VFB)运算放大器。其同相和反相输人端阻抗基本相同(均为高阻)，增益带宽积为常数，当增益增大时，带宽就会减小[10]。电流反馈型(CFB)运算放大器如图1所示，其“+

7、”端是增益为1的缓冲输入端，“-”端是其输出端，反馈不是以电压形式而是以电流的形式进行的，因此称为电流反馈型(CFB)运算放大器。缓冲器的电流从“-”端输出，通过一个叫跨阻抗放大器的将电流检出并进行I-V转换，将这个输出电流转换成输出电压。电流反馈型(CFB)运算放大器同相输入端为高阻抗，反相输入端为低阻抗，其带宽由反馈电阻决定。可以通过固定改变而改变增益，这样既能改变增益又不会影响到频率特性[11-12]。通常电流反馈型(CFB)运算放大器的数据手册会给出推荐的反馈电阻的阻值。5图1电流反馈型运算放大器可见电压反

8、馈型(VFB)运算放大器具有低噪声，良好的的直流特性，适用于那些需要低调电压、低噪声的电路。而电流反馈型(CFB)运算放大器则具适用于那些需要压摆率快、低失真和可设置增益而不影响带宽的电路[10]。3、运算放大器的闭环负反馈电路形式及比较运算放大器在闭环负反馈工作状态下有两种基本形式：反相放大器和正相放大器。3.1反相放大器反相放大器电路如图2所示。输入信号