各類集成運放的性能特點

　集成運放的發(fā)展十分迅速。通用型產(chǎn)品經(jīng)歷了四代更替，各項技術(shù)指標(biāo)不斷改進(jìn)。同時，發(fā)展了適應(yīng)特殊需要的各種專用型集成運放。為了在工作中能夠根據(jù)要求正確地選用，首先必須了解各類集成運放的特點和它們的主要技術(shù)指標(biāo)。

　　第一代集成運放以μA709（我國的FC3）為代表，基本上沿襲了數(shù)字集成電路的制造工藝，但也開始少量采用例如橫向PNP管的特殊元件，采用了微電流的恒流源、共模負(fù)反饋等電路，它們大致能夠達(dá)到中等精度的要求。

　　第二代以μA741（我國的F007或5G24）為代表，它的特點是普遍采用了有源負(fù)載，因而在不增加放大級的情況下可獲得很高的開環(huán)增益。由于放大級由三級減為兩級，使防止自激的校正措施比較簡單。電路中還有短路保護(hù)措施，防止過流造成損壞。

　　第三代以AD508（我國的4E325）為代表，其特點使輸入級采用了超β管，使IIB、IIO和αIIO等項參數(shù)值大大下降。在版圖設(shè)計方面，輸入級采用熱對稱設(shè)計，使超β管產(chǎn)生的溫漂得以抵消，因此在失調(diào)電壓、失調(diào)電流、開環(huán)增益、共模抑制比和溫漂等方面的指標(biāo)都得到改善。

　　第四代以HA2900為代表，它的特點是制造工藝達(dá)到大規(guī)模集成電路的水平。輸入級采用MOS場效應(yīng)管，輸入電阻達(dá)100MΩ以上，而且采取調(diào)制和解調(diào)措施，成為自穩(wěn)零運算放大器，使失調(diào)電壓和溫漂進(jìn)一步降低，一般無須調(diào)零即可使用。

　　除了通用型集成運放以外，還有專門為適應(yīng)某些特殊需要而設(shè)計的專用型運放，它們往往在某些單項指標(biāo)達(dá)到比較高的要求。下面扼要介紹幾種有代表性的專用型運放的性能特點和應(yīng)用場合。

　　一．高精度型

　　高精度集成運放的主要特點使漂移和噪聲很低，而開環(huán)增益和共模抑制比很高，從而大大減小集成運放的誤差，達(dá)到很高的精度。

　　二．低功耗型

　　在生物科學(xué)和空間技術(shù)的研究中，經(jīng)常需要運放工作在很低的電源電壓并只取微弱的電流。低功耗型集成運放的靜態(tài)功耗一般比通用型低1～2個數(shù)量級（不超過毫瓦級），要求的電源電壓很低，可用電池供電，也可在標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍內(nèi)工作。當(dāng)在低電源電壓下工作時，不僅靜態(tài)功耗低，而且仍能保持良好的技術(shù)性能，例如仍能獲得較高的開環(huán)差模增益和共模抑制比等。

　　三．高阻型

　　在測量放大器、采樣－保持電路、帶通濾波器、模擬調(diào)節(jié)器以及某些信號源內(nèi)阻很高的電路中，需要使用高輸入電阻或低輸入電流的運算放大器，以便減小對被測電路的影響。

　　高阻型集成運放通常利用場效應(yīng)管組成差分輸入級，有的集成運放則全部用MOS工藝制成。高阻型集成運放的輸入電阻高達(dá)1012Ω。

　　四．高速型

　　在A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、有源濾波器、高速采樣－保持電路、模擬乘法器和精密比較器等電路中，要求集成運放具有較快的轉(zhuǎn)換速率以獲得較短的過渡時間來保證電路的精度。

　　高速型集成運放的主要特點是在大信號工作狀態(tài)下具有優(yōu)良的頻率特性。它們的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)每微秒幾十至幾百伏，甚至高達(dá)1000V/μs。單位增益帶寬可達(dá)10MHz，甚至幾百兆赫。

　　五．高壓型

　　某些應(yīng)用場合需要集成運放能輸出更高的電壓，此時應(yīng)選用高壓型集成運放。這種集成運放的特點是輸出電壓動態(tài)范圍大，電源電壓高，因而集成運放的功耗也高。

　　六．大功率型

　　大功率型集成運放在提供較高的輸出電壓的同時，還能給出較大的輸出電流，最后在負(fù)載上可以得到較大的輸出功率。例如有些單片音頻放大器可以輸出十幾瓦的功率。