運(yùn)算放大器

早期的運(yùn)算放大器是使用真空管設(shè)計(jì)，當(dāng)前則多半是集成電路式的元件。但是如果系統(tǒng)對(duì)于放大器的需求超出集成電路放大器的需求時(shí)，常常會(huì)利用分立式元件來實(shí)現(xiàn)這些特殊規(guī)格的運(yùn)算放大器。

1960年代晚期，仙童半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor）推出了被廣泛使用的集成電路運(yùn)算放大器，型號(hào)為μA709，設(shè)計(jì)者則是鮑伯·韋勒（Bob Widlar）。但是709很快地被隨后而來的新產(chǎn)品μA741取代，741有著更好的性能，更為穩(wěn)定，也更容易使用。741運(yùn)算放大器成了微電子工業(yè)發(fā)展上的象征，歷經(jīng)了數(shù)十年的演進(jìn)仍然沒有被取代，很多集成電路的制造商至今仍然在生產(chǎn)741。直到今天μA741仍然是各大學(xué)電子工程系中講解運(yùn)放原理的典型教材。

輸出阻抗

該參數(shù)是指運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，輸出端的內(nèi)部等效小信號(hào)阻抗。

輸出電壓擺幅

該參數(shù)是指輸出信號(hào)不發(fā)生箝位的條件下能夠達(dá)到的電壓擺幅的峰峰值，VO一般定義在特定的負(fù)載電阻和電源電壓下。

功耗

表示器件在給定電源電壓下所消耗的靜態(tài)功率，Pd通常定義在空載情況下。

電源抑制比

該參數(shù)用來衡量在電源電壓變化時(shí)運(yùn)算放大器保持其輸出不變的能力，PSRR通常用電源電壓變化時(shí)所導(dǎo)致的輸入失調(diào)電壓的變化量表示。

轉(zhuǎn)換速率

該參數(shù)是指輸出電壓的變化量與發(fā)生這個(gè)變化所需時(shí)間之比的值。SR通常以V/µs為單位表示，有時(shí)也分別表示成正向變化和負(fù)向變化。

由于運(yùn)放的輸入電阻一般都在幾百千歐，流入運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端中的電流十分微小，比外電路中的電流小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，流入運(yùn)放的電流往往可以忽略，這相當(dāng)運(yùn)放的輸入端開路，這一特性稱為虛斷。顯然，運(yùn)放的輸入端不能真正開路。

運(yùn)用“虛短”、“虛斷”這兩個(gè)概念，在分析運(yùn)放線性應(yīng)用電路時(shí)，可以簡(jiǎn)化應(yīng)用電路的分析過程。運(yùn)算放大器構(gòu)成的運(yùn)算電路均要求輸入與輸出之間滿足一定的函數(shù)關(guān)系，因此均可應(yīng)用這兩條結(jié)論。如果運(yùn)放不在線性區(qū)工作，也就沒有“虛短”、“虛斷”的特性。如果測(cè)量運(yùn)放兩輸入端的電位，達(dá)到幾毫伏以上，往往該運(yùn)放不在線性區(qū)工作，或者已經(jīng)損壞。

運(yùn)算放大器工作原理-運(yùn)算放大器的重要指標(biāo)

輸入失調(diào)電壓UIO

一個(gè)理想的集成運(yùn)放，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓也應(yīng)為零（不加調(diào)零裝置）。但實(shí)際上集成運(yùn)放的差分輸入級(jí)很難做到完全對(duì)稱，通常在輸入電壓為零時(shí)，存在一定的輸出電壓。輸入失調(diào)電壓是指為了使輸出電壓為零而在輸入端加的補(bǔ)償電壓。實(shí)際上是指輸入電壓為零時(shí)，將輸出電壓除以電壓放大倍數(shù)，折算到輸入端的數(shù)值稱為輸入失調(diào)電壓,即UIO的大小反應(yīng)了運(yùn)放的對(duì)稱程度和電位配合情況。UIO越小越好，其量級(jí)在2mV~20mV之間，超低失調(diào)和低漂移運(yùn)放的UIO一般在1μV~20μV之間。