如何为你的设计选择合适的运算放大器?

描述

工程师不得不在设计中使用许多不同类型的运算放大器。有些设计需要高电压,有些需要非常低的噪声,有些需要高稳定性,有些需要低功耗,等等。选择适合您设计的运算放大器芯片可能既棘手又耗时。

运算放大器的类型

基本上有两种类型的运算放大器–电压反馈型和电流反馈型。大多数设计使用电压反馈作为其工作方法。在运算放大器的电压反馈类型中,有三种主要类型由其输入设备指定。第一个使用BJT(双极结型晶体管)作为差分输入对。第二种使用JFET(结型场效应晶体管)作为其差分输入对。第三种类型使用CMOS(互补金属氧化物半导体晶体管)作为其差分输入对。

运算放大器封装

运算放大器通常以三种方式封装,单封装、双封装和四封装IC。作为设计师,您必须选择哪种类型的封装最适合您正在设计的电路。需要四个运算放大器的设计可以使用四通道运算放大器封装,该封装采用标准14引脚、DIP(双列直插式封装)、SOIC(小外形集成电路)和各种其他14引脚配置,如TSSOP等。

用于设计的运算放大器的应用和选择

用于振荡器、缓冲器、逆变器、比较器、精密稳压器和电流调节器电路。

我将LM358或LM324用于低成本的PWM开关振荡器、缓冲器、逆变器、比较器以及精密电压和电流稳压器电路。LM358、LM324运算放大器采用单电源供电,输入线性低至0伏。它们还可以与高达+/-18V的分离电源一起使用,在精密稳压器电路中工作得很好。与JFET和CMOS型运算放大器相比,它们的输入偏置电流更高。设计人员必须确保+和-输入的输入电阻相等,以减少偏置电流引起的输入失调误差。它们确实有一些交叉失真,因此它们不适合音频应用。

用于音频放大器和音频电路

对于立体声、吉他放大器和其他音频应用中的低噪声音频放大器电路,我使用TL08X系列JFET运算放大器。这些运算放大器具有低噪声、低输入偏置电流的特点,可与高达+/-15V的电源配合使用。它具有偏置的输出级,以产生非常低的交越失真。这导致干净、低失真的音频放大。其中一个缺点是它们需要分离电源,并且输入不是与电源轨电压的线性1.5伏。它们在0至1.5伏的电源电压范围内工作得很好。对于音频信号电平,这不是问题。

传感器信号处理、生物特征信号放大电路

最新和我最喜欢的运算放大器类型是MCP602X系列。它们具有RRIO(轨到轨输入输出)线性度和极小(1皮安)输入偏置电流。输入阻抗为1013欧姆,压摆率为7V/uSEC,THD(总谐波失真)为0.00053%!这些规格是惊人的。输入和输出在轨到轨范围内呈线性关系。最大的缺点是它只能在5.5伏的最大电源电压下工作。

这意味着信号的最大峰值输出电平为+/-2.4伏,基于5伏电源。这对于音频信号处理、传感器信号处理、生物特征信号放大(心电图、脑电图等)或其他接口放大应用来说不是问题。该系列运算放大器的成本略高,但性能优势绝对值得。

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