《你好，放大器》之十一：集成運放還有哪些好處

?

集成運算放大器構(gòu)成的電路的性價比是最高的
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。

由于集成運算放大器可以與晶體管具有相同尺寸的封裝（SOT23）。這樣，在電路板上占用的面積看，元器件少的電路必然可以減小電路板的體積，這就會進一步降低用集成運算放大器構(gòu)成的電路的成本。

不僅如此，應(yīng)用集成運算放大器幾乎可以不需要調(diào)試，而且應(yīng)用集成運算放大器構(gòu)成的電路的精度、穩(wěn)定性、漂移和驅(qū)動能力也遠遠的高于分立元件構(gòu)成的電路。

這樣從元器件成本、附加成本和技術(shù)性能綜合考慮，應(yīng)用集成運算放大器的性能價格比要高于分立元件構(gòu)成的電路。

集成運算放大器可以減少電子工程師的勞動
相對分立元件來說，應(yīng)用集成運算放大器設(shè)計電子線路可以減少電子工程師的工作量，可以通過以下幾個方面看到

首先，應(yīng)用集成運算放大器設(shè)計電子線路會由于集成運算放大器的引入而使得構(gòu)成的相同功能的電子線路相比極其簡單。由于集成運算放大器在設(shè)計時就已經(jīng)將工作狀態(tài)設(shè)計在相對最佳狀態(tài)，不需要電子工程師重新考慮集成運算放大器的工作點問題。不像分立元件構(gòu)成的電子線路那樣需要考慮電路中的晶體管的工作點電位與電流；

其二，集成運算放大器電路有很多成型的應(yīng)用電路，幾乎覆蓋所有的模擬電子線路可供參考。因此，對于一般的應(yīng)用，沒有必要自己“創(chuàng)新”研究一個新型電子線路的電路結(jié)構(gòu)。除了用單只集成運算放大器構(gòu)成電子線路外，在單個集成運算放大器性能不能滿足要求（如極高的共模抑制比、極高的輸入阻抗、高增益，或者是寬帶放大器，或者是需要輸出端穩(wěn)零等），還可以通過不同功能集成運算放大器單元，充分發(fā)揮各集成運算放大器電路單元的獨特特性，將電子線路的性能發(fā)揮到極致，實現(xiàn)滿足高性能要求的電子線路。

其三，集成運算放大器內(nèi)置輸出級，具有一般電子線路需要的驅(qū)動能力，不需要考慮增加輸出級。如果需要很大的驅(qū)動能力，還可以應(yīng)用特殊用途的集成運算放大器—集成功率放大器，既可以保留通用型集成運算放大器的所有功能，還可以獲得數(shù)安培的輸出帶負載能力。

其四，很容易獲得高壓電子線路，可以利用高壓集成運算放大器構(gòu)成高壓電子線路，如果采用分立元件，其復(fù)雜程度將很難想象。

?

集成運算放大器的通用性
在相同的封裝形式下，集成運算放大器的管腳功能是相同的，這就為在一般應(yīng)用條件下的集成運算放大器的互換創(chuàng)造了條件。

對于單運算放大器，通常采用雙列直插八腳或表面貼裝雙列八腳封裝，其各管腳功能如圖。

單運算放大器的管腳定義及功能

由于單運算放大器有足夠的空閑管腳用來提供輸出端電壓調(diào)零，因此單運算放大器均帶有輸出電壓調(diào)零端，即管腳1和管腳5。由于各種型號的集成運算放大器的內(nèi)部等效電路的差異，調(diào)零端的調(diào)零用的可調(diào)電阻的中心抽頭有的接在正電源端，有的接在負電源端。如最常見的LM741和最古老的寬帶放大器LM318的調(diào)零電位器的中心抽頭接在負電源端，而OP07、OP37、NE5534等的調(diào)零電位器的中心抽頭則接到正電源端，因此在應(yīng)用或替換時一定要清楚這一點。如果電路沒有設(shè)置調(diào)零電路，則一般的應(yīng)用中，僅從管腳功能角度考慮，各型號的單運算放大器是可以互換的。

如果單運算放大器不需要調(diào)零端，則運算放大器僅需要5個管腳，在便攜式電子線路中或者安裝密度高的電子線路中，單運算放大器可以是5管腳封裝，最典型的就是表面貼裝的SOT23封裝，其尺寸僅僅3.2±1.6mm，可見尺寸之極小。用SOT23-5管腳封裝的單運算放大器的管腳功能如圖。

SOT23-5管腳封裝的單運算放大器的管腳功能

SOT23-5管腳封裝的單運算放大器的外形尺寸如圖。

SOT23-5管腳封裝的單運算放大器的外形尺寸

如果是將兩個運算放大器封裝在同一個封裝中則稱為雙運算放大器，除了LM747外絕大多數(shù)的雙運算放大器均采用雙列直插八腳或表面貼裝八腳封裝形式，各管腳功能如圖。

雙運算放大器的管腳定義及功能

由于雙運算放大器封裝在8管腳的封裝中，8個管腳全部被用來做基本功能管腳，因此運算放大器的調(diào)零端不再設(shè)置，由此可見在一般的應(yīng)用中，不一定必須設(shè)置輸出電壓調(diào)零的功能，這時，不設(shè)置輸出電壓調(diào)零功能可以簡化電路。

上圖的另一個特點就是每一個運算放大器的反相輸入端都與輸出端相鄰，這樣的好處就是反饋電阻在電路板上的放置被唯一確定在最佳位置，替別是采用貼片電阻時效果尤為明顯。

如果是將四個運算放大器封裝在同一個封裝中則稱為四運算放大器，四運算放大器均采用雙列直插14腳或表面貼裝14腳封裝形式，各管腳功能如圖。

四運算放大器的管腳定以及功能

從上面兩個圖可以看到，雙運算放大器和四運算放大器均沒有調(diào)零端，這就是說，在一般的應(yīng)用中，基本上不需要對運算放大器進行調(diào)零，如果需要調(diào)零，最好采用單運算放大器，如選OP0、OP37、LM741等。如果必須選擇雙運放或四運放，則需要施加調(diào)零電路。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載

?

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)……