《你好，放大器》之九：為什么還是要集成運放—性能，性能

前面講了集成運算放大器和深度負反饋引入的優(yōu)缺點。似乎集成運算放大器并沒有什么優(yōu)勢，深度負反饋后也不是那么的理想。然而，在實際應(yīng)用中，根據(jù)實際應(yīng)用，恰當選擇集成運算放大器和負反饋，集成運算放大器還是極具優(yōu)勢的，這是不容置疑的，除非集成運算放大器和負反饋選擇不恰當。那么集成運算放大器都具有哪些優(yōu)勢呢？

集成運算放大器構(gòu)成的電路具有幾乎完美的功能
集成運算放大器是在分立元件放大器基礎(chǔ)上將各個晶體管制作在同一芯片內(nèi)，同時根據(jù)集成電路制造工藝的特點將分立元件的電路單元性能優(yōu)化。

集成運算放大器的性能非常接近于理想運算放大器的特性，這使得在設(shè)計由集成運算放大器構(gòu)成的運算電路時，可以用理想運算放大器的計算方法所得到的實際的用集成運算放大器構(gòu)成的運算電路與設(shè)計值在工程上很完美的“一致”。

很容易實現(xiàn)極高的開環(huán)電壓增益
由于集成運算放大器采用有源負載，使得中間級一級的增益很容易超過1 000倍甚至10 000倍！為集成運算放大器的極高增益打下堅實的基礎(chǔ)。集成運算放大器的極高開環(huán)增益使得集成運算放大器更接近于無窮大增益的理想運算放大器，也抵消了因負反饋所造成的增益損失，放大器的增益僅取決于反饋系數(shù)。使電子電路可以完成運算功能。

在帶有反饋回路的工作狀態(tài)下，極高的開環(huán)電壓增益可以使得集成運算放大器的同相輸入端與反相輸入端的電壓差極其微小，甚至可以忽略，于是在運算放大器電路的分析中就有了“虛短”和“虛斷”的概念，并極大的簡化了集成運算放大器的設(shè)計與計算。

試想，一個開環(huán)電壓增益為一百萬倍的集成運算放大器（屬中低檔的集成運算放大器性能）輸出電壓10V時對應(yīng)的同相輸入端和反相輸入端的電壓差僅為10μV！如此小的電壓差相對于伏特級電壓絕對可以忽略！

很容易獲得極高的共模抑制比
集成運算放大器具有極高的共模抑制比，即使是通用型集成運算放大器也會有近80dB的共模抑制比，這就會使輸入的共模噪聲即使通過集成運算放大器的輸入到輸出，其轉(zhuǎn)化為差模噪聲的幅度被衰減10 000倍！作為高精度運算放大器（如OP177），其共模抑制比甚至會達到140dB，也就是衰減一千萬倍！

具有極強的電源電壓適應(yīng)能力
通用集成運算放大器可以工作在±3V~±18V的很寬的工作電壓范圍，也可以工作在單電源電壓條件下。不僅如此，由于集成運算放大器的極高開環(huán)增益，也使得集成運算放大器具有極高電源抑制比，即使是通用型集成運算放大器也具有70dB以上的電源抑制比。適用于低壓、微功耗應(yīng)用場合的微功耗集成運算放大器甚至可以工作在0.9V，即使干電池、鎳氫電池電壓極端低的狀態(tài)下也能工作。

具有極低的輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓、電流
極低的輸入偏置電壓、電流可以使得集成運算放大器對輸入信號的分流與衰減，以精確的運算或放大輸入信號，確保運算精度。極低的輸入失調(diào)電壓可以保證集成運算放大器的運算精度。

很容易得到高輸入阻抗甚至極高的輸入阻抗
對于放大器性能而言，總是希望輸入阻抗越高越好，這樣可以盡可能的減小因放大器的輸入阻抗對輸入信號的衰減和相移。

很容易實現(xiàn)真正的直流放大
集成運算放大器內(nèi)部各環(huán)節(jié)是直接耦合的，因此輸入的直流信號可以被有效的放大。由于引入深度負反饋，集成運算放大器的負反饋可以有效地將輸出端的靜態(tài)工作電鎖定在“零電位”。這樣從輸入端到輸出端，直流信號不被任何其它信號干擾，真正的做到了直流放大。為了防止直流漂移，還可以采用斬波穩(wěn)零的輸出零漂抑制的方法。

很容易得到比較高的輸出能力
一般的放大電路的帶負載能力很差，如果要驅(qū)動10mA以上的負載需要附加電路。集成運算放大器本身帶有輸出級，具有一定的輸出驅(qū)動能力，最大輸出電流至少可以達到20mA以上，現(xiàn)在的低電壓集成運算放大器甚至可以達到50mA。專用的集成運算放大器如集成功率放大器的驅(qū)動電流可以達到數(shù)安培！功率集成運算放大器甚至可以驅(qū)動近10A的電流！

在相同的電源電壓條件下，集成運算放大器的輸出電壓幅度高于一般的分立元件的放大電路。在±15V電源電壓條件下，輸出電壓幅度可以達到電源電壓的80%以上。滿幅度輸出的集成運算放大器，輸出電壓幅度幾乎與電源電壓幅度相等，這是分立元件絕對不可及的。

單片功率集成運算放大器或單片集成功率放大器的輸出功率可以超過100W！

如果需要高電壓輸出可以選用高壓集成運算放大器，最高的工作電壓可以達到1200V！輸出電壓幅度可以超過1100V。

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系列之一：放大器簡史

摘要：運算放大器來源于電子線路，與電子技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。1904年，J.A.Fleming發(fā)明了真正的真空二極管，1906年，Lee De Forest發(fā)明了真空三極管，自此開創(chuàng)了電子技術(shù)時代。K2-W型運放是第一批商品化的運放……

系列之二： 真空管運算放大器的年代

摘要：1930年及后來的30年間，美國貝爾實驗室利用負反饋技術(shù)來改善放大器的性能。這導(dǎo)致了真空管運算放大器的問世，即應(yīng)用真空管負反饋放大器構(gòu)成通用的“運算放大器”……

系列之三：真空管運放的終結(jié)者—晶體管運算放大器

摘要：真空管運算放大器不僅體積大，而且功耗也很大，如M9型真空管運算放大器的最后一級的6L6陽極耗散功率約19W，加上燈絲耗電約6W，6L6上面的損耗可以達到20W以上，正因為如此，一旦有了體積小、耗電低的可替代產(chǎn)品，真空管運算放大器必將壽終正寢。導(dǎo)致真空管運算放大器壽終正寢的的是晶體管和晶體管運算放大器……

系列之四：IC時代來了，1.0版的集成運算放大器

摘要：真正讓運算放大器從陽春白雪，變?yōu)榇蟊娋梢詰?yīng)用的基本電子器件得益于通用型集成運算放大器的大量生產(chǎn)……

系列之十一：集成運放還有哪些好處？

摘要：在三類城市，集成運算放大器可以以0.8元的零售價買到四運算放大器（LM324），而小信號雙極型晶體管的零售價至少要0.2元，電阻的單價也要0.02~0.03元，電容器的單價也要0.1元或更高。這樣就可以看到前文曾提到的分立元件構(gòu)成的電路沒有競爭力……