LM747双运算放大器：技术解析与应用指南

在电子工程领域，运算放大器是一种极为重要的基础器件，广泛应用于信号处理、放大、滤波等众多电路设计中。今天我们要深入探讨的就是National Semiconductor公司的LM747双运算放大器，它具有一系列独特的特性，能满足多种不同的应用需求。

文件下载：lm747.pdf

一、LM747概述

LM747是一款通用型双运算放大器，其显著特点是两个放大器共享一个公共偏置网络和电源引脚，但在实际工作中，它们的运行是完全独立的。这一设计既节省了电路空间，又方便了电路的集成与布局。此外，该放大器还具备诸多额外特性，如输入共模范围超出时不会出现锁存现象、无振荡问题以及封装形式灵活等，这些特性使得它在各种复杂的电路环境中都能稳定可靠地工作。

二、不同型号及温度范围

LM747有多种型号，其中LM747C/LM747E与LM747/LM747A基本相同，但在温度范围上有所差异。LM747/LM747A的工作温度范围为 -55°C 至 +125°C，而LM747C/LM747E的工作温度范围则为 0°C 至 +70°C。这意味着在不同的应用场景中，我们可以根据实际的温度环境来选择合适的型号。例如，在一些对温度要求较为苛刻的工业环境中，LM747/LM747A可能是更好的选择；而在常温环境下的普通电子设备中，LM747C/LM747E就能满足需求。

三、连接图与封装形式

金属罐封装（LM747H）

金属罐封装的LM747H具有特定的引脚布局，包括输出A、输出B、反相输入A、反相输入B、同相输入A、同相输入B等引脚。这种封装形式在一些对散热要求较高或者需要较高稳定性的应用中较为常见。

双列直插封装（LM747CN或LM747EN）

双列直插封装的引脚布局与金属罐封装有所不同，它包含反相输入失调调零A、同相输入VA、失调调零A输出A等引脚。双列直插封装便于在电路板上进行焊接和安装，是一种较为常见的封装形式，适用于大多数电子设备的电路设计。

四、特性亮点

无需频率补偿

LM747无需额外的频率补偿电路，这大大简化了电路设计过程，减少了外部元件的使用，降低了成本和电路板的空间占用。对于一些对成本和空间要求较高的设计来说，这是一个非常重要的优势。

短路保护

该放大器具备短路保护功能，当输出端发生短路时，能够自动保护电路，防止放大器因短路而损坏，提高了电路的可靠性和稳定性。

宽共模和差分电压范围

宽共模和差分电压范围使得LM747能够适应各种不同的输入信号，在处理复杂信号时具有更好的性能表现。

低功耗

低功耗特性使得LM747在长时间工作时能够降低能耗，减少发热，延长设备的使用寿命，同时也符合现代电子设备对节能的要求。

无锁存现象

输入共模范围超出时不会出现锁存现象，保证了放大器在各种输入条件下都能正常工作，避免了因锁存而导致的电路故障。

平衡失调调零

平衡失调调零功能可以有效地调整输入失调电压，提高放大器的精度和稳定性。

五、绝对最大额定值

参数	LM747/LM747A	LM747C/LM747E
电源电压	±22V	±18V
功耗	800 mW	800 mW
差分输入电压	±30V	±30V
输入电压	±15V	±15V
输出短路持续时间	无限	无限
工作温度范围	-55°C 至 +125°C	0°C 至 +70°C
存储温度范围	-65°C 至 +150°C	-65°C 至 +150°C
引脚温度（焊接，10 秒）	300°C	300°C

这些绝对最大额定值为我们在使用LM747时提供了安全边界，在设计电路时，必须确保各项参数不超过这些额定值，否则可能会导致放大器损坏。

六、电气特性

电气特性是衡量运算放大器性能的重要指标，下面我们来详细了解一下LM747的电气特性。

输入失调电压

输入失调电压是指为了使输出电压为零而需要在输入端施加的电压。在不同的条件下，LM747的输入失调电压有所不同。例如，在 $T_A = 25^{circ}C$，$R_S leq 10 kOmega$，$R_g leq 50Omega$ 的条件下，LM747A/LM747E的典型输入失调电压为 0.8mV，最大值为 3.0mV。

输入偏置电流

输入偏置电流是指流入放大器输入端的电流。在 $T_A = 25^{circ}C$ 时，LM747A/LM747E的典型输入偏置电流为 30nA，最大值为 80nA。输入偏置电流的大小会影响放大器的输入阻抗和精度，在设计电路时需要根据具体需求进行考虑。

大信号电压增益

大信号电压增益是指放大器在大信号输入时的电压放大倍数。在不同的条件下，LM747的大信号电压增益也有所不同。例如，在 $T_A = 25^{circ}C$，$R_L geq 2 kOmega$，$V_S = pm 20V$，$V_O = pm 15V$ 的条件下，LM747A/LM747E的大信号电压增益最小值为 50V/mV。

输出电压摆幅

输出电压摆幅是指放大器能够输出的最大电压范围。在不同的电源电压和负载电阻条件下，LM747的输出电压摆幅也会有所变化。例如，在 $V_S = pm 20V$，$R_L geq 10 kOmega$ 的条件下，输出电压摆幅为 ±16V。

这些电气特性为我们在设计电路时提供了重要的参考依据，我们可以根据具体的应用需求来选择合适的型号和参数。

七、典型性能特性

输入偏置和失调电流与环境温度的关系

输入偏置和失调电流会随着环境温度的变化而变化。了解它们之间的关系有助于我们在不同的温度环境下正确使用放大器，保证电路的性能稳定。

直流参数与电源电压的关系

直流参数如输入失调电压、输入偏置电流等会受到电源电压的影响。在设计电路时，需要考虑电源电压的波动对放大器性能的影响，采取相应的措施来保证电路的稳定性。

共模抑制比与频率的关系

共模抑制比是衡量放大器抑制共模信号能力的指标，它会随着频率的变化而变化。在处理高频信号时，需要关注共模抑制比的变化，以确保放大器能够有效地抑制共模干扰。

八、物理尺寸

文档中给出了金属罐封装和双列直插封装的物理尺寸，包括直径、长度等具体参数。在进行电路板设计时，需要根据这些物理尺寸来合理安排放大器的布局，确保其与其他元件之间有足够的空间，避免相互干扰。

九、注意事项

生命支持政策

National Semiconductor公司明确表示，其产品未经公司总裁的明确书面批准，不得用于生命支持设备或系统的关键组件。这是为了确保产品的安全性和可靠性，避免因产品故障而对用户造成严重伤害。

技术资源使用

在使用TI提供的技术资源时，需要注意这些资源仅用于开发使用TI产品的应用，其他复制和展示这些资源是被禁止的。同时，用户需要自行承担选择合适产品、设计和测试应用等责任，确保应用符合相关标准和要求。

总之，LM747双运算放大器具有多种优秀的特性和性能指标，在电子工程领域有着广泛的应用前景。但在使用过程中，我们需要充分了解其各项参数和特性，根据具体的应用需求进行合理的选择和设计，以确保电路的性能和可靠性。你在使用LM747或者其他运算放大器时，是否遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。