1． 模仿运放的分类及特色
模仿运算扩大器从诞生至今，已有40多年的前史了。最早的工艺是选用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺（后边称为规范硅工艺）。在结型场效应管技能老练后，又进一步的参加了断型场效应管工艺。当MOS管技能老练后，特别是CMOS技能老练后，模仿运算扩大器有了质的腾跃，一方面处理了低功耗的问题，另一方面经过混合模仿与数字电路技能，处理了直流小信号直接处理的难题。
经过多年的开展，模仿运算扩大器技能现已很老练，功用曰臻完善，品种极多。这使得初学者选用时不知如何是好。为了便于初学者选用，本文对集成模仿运算扩大器选用工艺分类法和功用/功用分类分类法等两种分类办法，便于读者了解，或许与一般的分类办法有所不同。
1．1．依据制作工艺分类
依据制作工艺，现在在运用中的集成模仿运算扩大器能够分为规范硅工艺运算扩大器、在规范硅工艺中参加了断型场效应管工艺的运算扩大器、在规范硅工艺中参加了MOS工艺的运算扩大器。依照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模仿运算扩大器功用的影响，快速把握运放的特色。
规范硅工艺的集成模仿运算扩大器的特色是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、本钱低，精度不太高，功耗较高。这是因为规范硅工艺的集成模仿运算扩大器内部悉数选用NPN-PNP管，它们是电流型器材，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特色，即便输入级选用多种技能改进，在统筹起啊挺能的前提下依然无法脱节输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。为了顾及频率特性，中心增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB之间。规范硅工艺能够结合激光批改技能，使集成模仿运算扩大器的精度大大前进，温度漂移目标现在能够到达0.15ppm。经过改变规范硅工艺，能够规划出通用运放和高速运放。典型代表是LM324。
在规范硅工艺中参加了断型场效应管工艺的运算扩大器首要是将规范硅工艺的集成模仿运算扩大器的输入级改进为结型场效应管，大大前进运放的开环输入阻抗，顺带前进通用运放的转化速度，其它与规范硅工艺的集成模仿运算扩大器相似。典型开环输入阻抗在1000M欧姆数量级。典型代表是TL084。
在规范硅工艺中参加了MOS场效应管工艺的运算扩大器分为三类，一类是是将规范硅工艺的集成模仿运算扩大器的输入级改进为MOS场效应管，比结型场效应管大大前进运放的开环输入阻抗，顺带前进通用运放的转化速度，其它与规范硅工艺的集成模仿运算扩大器相似。典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。典型代表是CA3140。
第二类是选用全MOS场效应管工艺的模仿运算扩大器，它大大下降了功耗，可是电源电压下降，功耗大大下降，它的典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。
第三类是选用全MOS场效应管工艺的模仿数字混合运算扩大器，选用所谓斩波稳零技能，首要用于改进直流信号的处理精度，输入失调电压能够到达 0.01uV，温度漂移目标现在能够到达0.02ppm。在处理直流信号方面挨近抱负运放特性。它的典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。典型产品是 ICL7650。
1．2．依照功用/功用分类
本分类办法参阅了《我国集成电路大全》集成运算扩大器。
依照功用/功用分类，模仿运算扩大器一般可分为通用运放、低功耗运放、精细运放、高输入阻抗运放、高速运放、宽带运放、高压运放，别的还有一些特别运放，例如程控运放、电流运放、电压跟从器等等。实践上因为为了满意运用需求，运放品种极多。本文以上述简略分类法为准。
需求阐明的是，跟着技能的前进，上述分类的门槛一直在改变。例如曾经的LM108开始是归入精细运放类，现在只能归入通用运放了。别的，有些运放一起具有低功耗和高输入阻抗，或许与此相似，这样就或许一起归入多个类中。
通用运放实践便是具有最基本功用的最廉价的运放。这类运放用处广泛，运用量最大。
低功耗运放是在通用运放的基础上大下降了功耗，能够用于对功耗有约束的场所，例如手持设备。它具有静态功耗低、作业电压能够低到挨近电池电压、在低电压下还能坚持杰出的电气功用。跟着MOS技能的前进，低功耗运放现已不是个别现象。低功耗运放的静态功耗一般低于1mW。
精细运放是指漂移和噪声非常低、增益和共模按捺比非常高的集成运放，也称作低漂移运放或低噪声运放。这类运放的温度漂移一般低于1uV/摄氏度。因为技能前进的原因，前期的部分运放的失调电压比较高，或许到达1mV；现在精细运放的失调电压能够到达0.1mV；选用斩波稳零技能的精细运放的失调电压能够到达0.005mV。精细运放首要用于对扩大处理精度有要求的当地，例如自控外表等等。
高输入阻抗运放一般是指选用结型场效应管或是MOS管做输入级的集成运放，这包含了全MOS管做的集成运放。高输入阻抗运放的输入阻抗一般大于109欧姆。作为高输入阻抗运放的一个顺便特性便是转化速度比较高。高输入阻抗运放用处非常广泛，例如采样坚持电路、积分器、对数扩大器、丈量扩大器、带通滤波器等等。
高速运放是指转化速度较高的运放。一般转化速度在100V/us以上。高速运放用于高速AD/DA转化器、高速滤波器、高速采样坚持、锁相环电路、模仿乘法器、秘要比较器、视频电路中。现在最高转化速度现已能够做到6000V/us。
宽带运放是指-3dB带宽（BW）比通用运放宽得多的集成运放。许多高速运放都具有较宽的带宽，也能够称作高速宽带运放。这个分类是相对的，同一个运放在不同运用条件下的分类或许有所不同。宽带运放首要用于处理输入信号的带宽较宽的电路。
高压运放是为了处理高输出电压或高输出功率的要求而规划的。在规划中，首要处理电路的耐压、动态规模和功耗的问题。高压运放的电源电压能够高于±20VDC，输出电压能够高于±20VDC。当然，高压运放能够用通用运放在输出后边外扩晶体管/MOS管来替代。
2． 运放的首要参数
本节以《我国集成电路大全》集成运算扩大器为首要参阅材料，一起参阅了其它相关材料。
集成运放的参数较多，其间首要参数分为直流目标和沟通目标。
其间首要直流目标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）、差模开环直流电压增益、共模按捺比、电源电压按捺比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
首要沟通目标有开环带宽、单位增益带宽、转化速率SR、全功率带宽、树立时刻、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
2．1直流目标
输入失调电压VIO：输入失调电压界说为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实践上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个非常重要的目标，特别是精细运放或是用于直流扩大时。输入失调电压与制作工艺有必定联系，其间双极型工艺（即上述的规范硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间；选用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。关于精细运放，输入失调电压一般在 1mV以下。输入失调电压越小，直流扩大时中心零点偏移越小，越简单处理。所以关于精细运放是一个极为重要的目标。
输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）αVIO：输入失调电压的温度漂移界说为在给定的温度规模内，输入失调电压的改变与温度改变的比值。这个参数实践是输入失调电压的弥补，便于核算在给定的作业规模内，扩大电路因为温度改变形成的漂移巨细。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精细运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
输入偏置电流IIB：输入偏置电流界说为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号扩大、积分电路等对输入阻抗有要求的当地有较大的影响。输入偏置电流与制作工艺有必定联系，其间双极型工艺（即上述的规范硅工艺）的输入偏置电流在±10nA~1μA之间；选用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。
输入失调电流IIO：输入失调电流界说为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端偏置电流的差值。输入失调电流相同反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个非常重要的目标，特别是精细运放或是用于直流扩大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到非常之一。输入失调电流关于小信号精细扩大或是直流扩大有重要影响，特别是运放外部选用较大的电阻（例如10k？或更大时），输入失调电流对精度的影响或许超越输入失调电压对精度的影响。输入失调电流越小，直流扩大时中心零点偏移越小，越简单处理。所以关于精细运放是一个极为重要的目标。
输入失调电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）：输入偏置电流的温度漂移界说为在给定的温度规模内，输入失调电流的改变与温度改变的比值。这个参数实践是输入失调电流的弥补，便于核算在给定的作业规模内，扩大电路因为温度改变形成的漂移巨细。输入失调电流温漂一般只是在精细运放参数中给出，并且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需求重视。
差模开环直流电压增益：差模开环直流电压增益界说为当运放作业于线性区时，运放输出电压与差模电压输入电压的比值。因为差模开环直流电压增益很大，大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多，用数值直接表明不方便比较，所以一般选用分贝方法记载和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80~120dB之间。实践运放的差模开环电压增益是频率的函数，为了便于比较，一般选用差模开环直流电压增益。
共模按捺比：共模按捺比界说为当运放作业于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。共模按捺比是一个极为重要的目标，它能够按捺差模输入==模搅扰信号。因为共模按捺比很大，大多数运放的共模按捺比一般在数万倍或更多，用数值直接表明不方便比较，所以一般选用分贝方法记载和比较。一般运放的共模按捺比在80~120dB之间。
电源电压按捺比：电源电压按捺比界说为当运放作业于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的改变比值。电源电压按捺比反映了电源改变对运放输出的影响。现在电源电压按捺比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小信号处理模仿扩大时，运放的电源需求作认真细致的处理。当然，共模按捺比高的运放，能够补偿一部分电源电压按捺比，别的在运用双电源供电时，正负电源的电源电压按捺比或许不相同。
输出峰-峰值电压：输出峰-峰值电压界说为，当运放作业于线性区时，在指定的负载下，运放在当时大电源电压供电时，运放能够输出的最大电压起伏。除低压运放外，一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。一般运放的输出峰-峰值电压不能到达电源电压，这是因为输出级规划形成的，现代部分低压运放的输出级做了特别处理，使得在10k？负载时，输出峰-峰值电压挨近到电源电压的50mV以内，所以称为满幅输出运放，又称为轨到轨（raid-to-raid）运放。需求留意的是，运放的输出峰-峰值电压与负载有关，负载不同，输出峰-峰值电压也不同；运放的正负输出电压摆幅不必定相同。关于实践运用，输出峰- 峰值电压越挨近电源电压越好，这样能够简化电源规划。可是现在的满幅输出运放只能作业在低压，并且本钱较高。
最大共模输入电压：最大共模输入电压界说为，当运放作业于线性区时，在运放的共模按捺比特性明显变坏时的共模输入电压。一般界说为当共模按捺比下降6dB 是所对应的共模输入电压作为最大共模输入电压。最大共模输入电压约束了输入信号中的最大共模输入电压规模，在有搅扰的情况下，需求在电路规划中留意这个问题。
最大差模输入电压：最大差模输入电压界说为，运放两输入端答应加的最大输入电压差。当运放两输入端答应加的输入电压差超越最大差模输入电压时，或许形成运放输入级损坏。
2．2首要沟通目标
开环带宽：开环带宽界说为，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db（或是相当于运放的直流增益的0.707）所对应的信号频率。这用于很小信号处理。
单位增益带宽GB：单位增益带宽界说为，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下降 3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的目标，关于正弦小信号扩大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积，换句话说，便是当知道要处理的信号频率和信号需求的增今后，能够核算出单位增益带宽，用以挑选适宜的运放。这用于小信号处理中运放选型。
转化速率（也称为压摆率）SR：运放转化速率界说为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。因为在转化期间，运放的输入级处于开关状况，所以运放的反应回路不起作用，也便是转化速率与闭环增益无关。转化速率关于大信号处理是一个很重要的目标，关于一般运放转化速率SR《=10V/μs，高速运放的转化速率SR》10V/μs。现在的高速运放最高转化速率SR到达 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。
全功率带宽BW：全功率带宽界说为，在额外的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出起伏到达最大（答应必定失真）的信号频率。这个频率遭到运放转化速率的约束。近似地，全功率带宽=转化速率/2πVop（Vop是运放的峰值输出起伏）。全功率带宽是一个很重要的目标，用于大信号处理中运放选型。
树立时刻：树立时刻界说为，在额外的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个阶跃大信号输入到运放的输入端，使运放输出由0增加到某一给定值的所需求的时刻。因为是阶跃大信号输入，输出信号到达给定值后会呈现必定颤动，这个颤动时刻称为安稳时刻。安稳时刻+上升时刻=树立时刻。关于不同的输出精度，安稳时刻有较大不同，精度越高，安稳时刻越长。树立时刻是一个很重要的目标，用于大信号处理中运放选型。
等效输入噪声电压：等效输入噪声电压界说为，屏蔽杰出、无信号输入的的运放，在其输出端发生的任何沟通无规则的搅扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时，就称为运放输入噪声电压（有时也用噪声电流表明）。关于宽带噪声，普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。
差模输入阻抗（也称为输入阻抗）：差模输入阻抗界说为，运放作业在线性区时，两输入端的电压改变量与对应的输入端电流改变量的比值。差模输入阻抗包含输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻。一般产品也只是给出输入电阻。选用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧；场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。
共模输入阻抗：共模输入阻抗界说为，运放作业在输入信号时（即运放两输入端输入同一个信号），共模输入电压的改变量与对应的输入电流改变量之比。在低频情况下，它表现为共模电阻。一般，运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高许多，典型值在108欧以上。
输出阻抗：输出阻抗界说为，运放作业在线性区时，在运放的输出端加信号电压，这个电压改变量与对应的电流改变量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测验。
