浅谈运算放大器的种类、工作原理及参数

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描述

由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”。运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。

运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中。

运算放大器常见的封装,主要是DIP直插跟SOP贴片的封装。集成运算放大器广泛应用于电子测量,自动控制,通信,计算机等各个领域。

运算放大器的种类

集成运算放大器一般分为直流放大器、音频放大器、视频放大器三种类型。

直流放大器可对直流到低频信号放大;

音频放大器可对数10赫兹到数10千赫兹的低频信号放大;

视频放大器可对数10赫兹到数10兆赫兹的视频信号放大。

集成运算放大器的供电方式有双电源供电、单电源供电、单双电源供电任选三种方式。

一个芯片上也可以同时集合多个运算放大器,所以就会出现有单运算放大器双运算放大器,三运算放大器,四运算放大器,到八运算放大器。

电压模式集成运算放大器是模拟电路中普遍使用的器件。

从性能指标上来看,放大器分为通用运算集成电路和专用型运算放大器两种。

通用型运算放大器如lm358、Lm324、NE5532等等,是目前为止应用最为广泛的集成运算放大器。UA741算是运算发大器的祖先,由美国仙童(fairchild)公司发明,从上世纪60年代流行至今,仍然是电子学科技中讲解运算放大器原理的典型器件。

专用型集成运算放大器,其特点是高精度漂移,一般用于毫伏量级或更低的微弱信号精密检测,高精密度稳压电源自动控制仪表中。

运算放大器的工作原理

它的内部原理大概就是这样子的——它有5个引脚,分为正电源跟负电源,两个输入和一个输出。

它的工作原理大概是这样的——输入会有两个电压,输入之后就会产生一个电压差,电压差加在输入电阻上面;这里面还有一个压控电压源,它会把收到的一个小电压放大G倍,这个增益是非常非常大的;然后再通过一个内部的输出电阻输出出去,那么就可以得到一个被放大的电压。

如果输入的两个电压差异比较大,又没有一个反馈的话,那么就会形成一个电压比较。如果上面输入的电压比较大的话,那就会导致增益的结果电压特别大,则会达到一个电压的上限。

如果上面的电压比下面的要小一点的话,那么这里就会出现一个下限的电压值接近于负电压的值。因此,反馈在这个电路中是非常重要的,加上反馈后,输入的电压就会构成一个比较正常的数学关系,这也是运放最常见的使用方法。

运算放大器的参数

运算放大器的参数是非常多的,大概有十几个。而它最主要的参数有如下几个——

1)开环电压增益:它主要是表示输入电压差值放大多少倍变成为输出电压,倍数就是电压的增益了都是几千几万。这个倍数是非常大的,越大大的话就越表示这个运算的结果越接近理想的状态。

2)输入失调电压VOS

3)输入失调电流los

4)输入偏置电流

5)共校抑制比

6)压摆率Slew rate

7)建立时间Settling Time

不同于一般集成电路的输入输出电压参数,这些参数都是运算放大器特有的。
      责任编辑:tzh

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