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1、集成运放的功能与应用研究一、集成运放概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分等），因此被称为运算放大电路，建成集成运放。集成运放的电路结构特点如下：1.因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直接耦合方式；2.因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和干扰竽影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种差分放大电路和恒流源电路；3.因为制作不同
2、形式的集成电路，只是所用掩膜不同，增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许釆用复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的；4.因为硅片上不宜制作高阻值电阻，所以在集成运放中常用有源元件（晶体管或场效应管）取代电阻；5.集成晶体管和场效应管因制作工艺不同，性能上有较大差异，所以在集成运放中常采用复合形式。二、现行应用广泛的通用型集成运放的种类与运用范围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
3、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,pA702等。中增益（开环电压增益在80~100dB）的通用II型，主要产品
4、有F709,F004,F005,4E304,4E320,X52,8FC2,8FC3,56006,BC305,FC52,MA7093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,pA741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
5、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10~10Q。高输人阻抗运放一般指输入阻抗不低于10MO的器件。对于国外高输入阻抗运放，其输入阻抗均在1000CO以上，如yA740,;yPC152,8007等。国内产品5G28的输入阻抗大于10GQ,F3103的输人阻抗达到10006Qa3.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lmV以下者为低输入失调电压型，一般为50yV~lmV。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
6、/yS以上者为高速集成运放，通常为5~70V/uS,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,pA207等。其中,国产的F715的转换速率达到100V/ms,F318的转换速率达到70gs,国外的pA207的转换速率达到500V/Ms,个别产品已达到1000V/pS0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
7、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。1.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。2.低功耗型
