各類集成運放的性能特點

　集成運放的發展十分迅速。通用型產品經歷了四代更替，各項技術指標不斷改進。同時，發展了適應特殊需要的各種專用型集成運放。為了在工作中能夠根據要求正確地選用，首先必須了解各類集成運放的特點和它們的主要技術指標。

　　第一代集成運放以μA709（我國的FC3）為代表，基本上沿襲了數字集成電路的制造工藝，但也開始少量采用例如橫向PNP管的特殊元件，采用了微電流的恒流源、共模負反饋等電路，它們大致能夠達到中等精度的要求。

　　第二代以μA741（我國的F007或5G24）為代表，它的特點是普遍采用了有源負載，因而在不增加放大級的情況下可獲得很高的開環增益。由于放大級由三級減為兩級，使防止自激的校正措施比較簡單。電路中還有短路保護措施，防止過流造成損壞。

　　第三代以AD508（我國的4E325）為代表，其特點使輸入級采用了超β管，使IIB、IIO和αIIO等項參數值大大下降。在版圖設計方面，輸入級采用熱對稱設計，使超β管產生的溫漂得以抵消，因此在失調電壓、失調電流、開環增益、共模抑制比和溫漂等方面的指標都得到改善。

　　第四代以HA2900為代表，它的特點是制造工藝達到大規模集成電路的水平。輸入級采用MOS場效應管，輸入電阻達100MΩ以上，而且采取調制和解調措施，成為自穩零運算放大器，使失調電壓和溫漂進一步降低，一般無須調零即可使用。

　　除了通用型集成運放以外，還有專門為適應某些特殊需要而設計的專用型運放，它們往往在某些單項指標達到比較高的要求。下面扼要介紹幾種有代表性的專用型運放的性能特點和應用場合。

　　一．高精度型

　　高精度集成運放的主要特點使漂移和噪聲很低，而開環增益和共模抑制比很高，從而大大減小集成運放的誤差，達到很高的精度。

　　二．低功耗型

　　在生物科學和空間技術的研究中，經常需要運放工作在很低的電源電壓并只取微弱的電流。低功耗型集成運放的靜態功耗一般比通用型低1～2個數量級（不超過毫瓦級），要求的電源電壓很低，可用電池供電，也可在標準電壓范圍內工作。當在低電源電壓下工作時，不僅靜態功耗低，而且仍能保持良好的技術性能，例如仍能獲得較高的開環差模增益和共模抑制比等。

　　三．高阻型

　　在測量放大器、采樣－保持電路、帶通濾波器、模擬調節器以及某些信號源內阻很高的電路中，需要使用高輸入電阻或低輸入電流的運算放大器，以便減小對被測電路的影響。

　　高阻型集成運放通常利用場效應管組成差分輸入級，有的集成運放則全部用MOS工藝制成。高阻型集成運放的輸入電阻高達1012Ω。

　　四．高速型

　　在A/D和D/A轉換器、有源濾波器、高速采樣－保持電路、模擬乘法器和精密比較器等電路中，要求集成運放具有較快的轉換速率以獲得較短的過渡時間來保證電路的精度。

　　高速型集成運放的主要特點是在大信號工作狀態下具有優良的頻率特性。它們的轉換效率可達每微秒幾十至幾百伏，甚至高達1000V/μs。單位增益帶寬可達10MHz，甚至幾百兆赫。

　　五．高壓型

　　某些應用場合需要集成運放能輸出更高的電壓，此時應選用高壓型集成運放。這種集成運放的特點是輸出電壓動態范圍大，電源電壓高，因而集成運放的功耗也高。

　　六．大功率型

　　大功率型集成運放在提供較高的輸出電壓的同時，還能給出較大的輸出電流，最后在負載上可以得到較大的輸出功率。例如有些單片音頻放大器可以輸出十幾瓦的功率。