[科普中國]-專用型集成運(yùn)放

專用型集成運(yùn)放是指在某一方面的性能指標(biāo)特別優(yōu)異的運(yùn)放，它按特性參數(shù)又可分為高速型、高阻型、低漂移型、低功耗型、高壓型、大功率型、高精度型、跨導(dǎo)型及低噪聲型等。

簡述集成運(yùn)放品種很多，不同品種的參數(shù)有的相差甚遠(yuǎn)，但從總體上講可將集成運(yùn)放分為通用型和專用型兩大類。通用型集成運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)一般化，但價(jià)格便宜，常應(yīng)用于無特殊要求的場合，如μA741就屬此類。專用型集成運(yùn)放是一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)特殊，在某一方面電路性能突出。根據(jù)技術(shù)參數(shù)特點(diǎn)，專用型集成運(yùn)放又可分為高壓型、高阻型、低功耗型、高速寬帶型、高精度型和低漂移型等。

在實(shí)際應(yīng)用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)電路時(shí)，要想從紛繁的集成運(yùn)放產(chǎn)品中準(zhǔn)確選擇出適合工作要求的產(chǎn)品，必須要遵循相關(guān)原則。1

常見類型為了滿足某些場合的特殊要求，專用型集成運(yùn)放對某些技術(shù)性能有所側(cè)重。

1、 高輸入電阻型集成運(yùn)放

高輸入電阻型集成運(yùn)放采用超B差動(dòng)放大輸入級(jí)，提高輸入電阻并兼有失調(diào)小的優(yōu)點(diǎn)。超β管在10～20μA小電流的工作條件下，β值可高達(dá)1000～5000。因此，從信號(hào)源吸取電流極小。高阻型運(yùn)放的另一種類型是采用FET作為輸入級(jí)。BJT與MOS工藝兼容，可以在同一芯片上制作高性能的BJT和FET。該運(yùn)放輸入電阻可達(dá)106MΩ。

2、高精度集成運(yùn)放

高精度集成運(yùn)放是指直流和低頻性能參數(shù)更加優(yōu)良的運(yùn)放。其中，小失調(diào)、低溫漂和低噪聲尤為突出。要提高精度，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)、制造高性能的差動(dòng)輸入級(jí)電路，提高輸入級(jí)電路的對稱性和溫度一致性。高精度集成運(yùn)放的另一種類型是自動(dòng)校零運(yùn)算放大器。在電路設(shè)計(jì)中采用了自動(dòng)校零技術(shù)，周期性的對失調(diào)電壓進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。高精度集成運(yùn)放的失調(diào)電壓都在10μV以下，其溫漂小于0.1μV/℃，而失調(diào)電流小于10nA。

3、高速寬帶型集成運(yùn)放

高速寬帶型集成運(yùn)放的高速、寬帶性能，主要是通過新型工藝和電路設(shè)計(jì)來提高其特征頻率實(shí)現(xiàn)的，如采用雙極互補(bǔ)工藝、高頻組合電路等。近年來，電流模電路設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于高速、寬帶電路中，使高速寬帶集成運(yùn)放迅速發(fā)展，出現(xiàn)多種類型和結(jié)構(gòu)的高速集成運(yùn)放。它們的轉(zhuǎn)換速率高達(dá)幾千伏/微秒，單位增益帶寬可達(dá)幾百兆赫。

4、高壓集成運(yùn)放

為了滿足高輸出電壓的要求(如某些顯示設(shè)備，要求運(yùn)放輸出電壓大于100V)，必須提高晶體管極間反向擊穿電壓。因此，在電路版設(shè)計(jì)中，除了采用靜電屏蔽措施克服反向擊穿外，還要制作高耐壓BJT，以滿足輸出高電壓的要求，如超高壓型集成運(yùn)放3583，其電源電壓可達(dá)±150V，輸出可達(dá)±140V。

5、低功耗型集成運(yùn)放

此類運(yùn)放要求靜態(tài)功耗特別低，并在低電壓下仍能保持良好的動(dòng)態(tài)性能，如CF3078集成運(yùn)放，工作電壓可低到1.5V；在±6V電源時(shí)，工作電流只有20μA，靜態(tài)功耗僅為240mW。2

6、低輸入偏流型

運(yùn)算放大器的輸入偏流為零時(shí)是理想情況。當(dāng)環(huán)境溫度T=25℃時(shí)，不同結(jié)構(gòu)不同類型的低輸入偏流型運(yùn)放，其偏流值應(yīng)在以下規(guī)定范圍內(nèi)：

雙極型運(yùn)放：25nA～1μA

場效應(yīng)管輸入型運(yùn)放：1pA～50pA

MOS輸入型運(yùn)放：0.1pA

CMOS輸入型運(yùn)放：0.1pA

這類運(yùn)放主要應(yīng)用于小電流測定電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換器和高阻抗轉(zhuǎn)換器等。

7、可編程序型

對這種類型的運(yùn)算放大器，通過調(diào)整控制端電流，使輸入電壓、輸入偏置電流和靜態(tài)功耗等參數(shù)達(dá)到給定的值，如LM4250等。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

孔祥杰 - 副教授 - 大連理工大學(xué)軟件學(xué)院