《你好，放大器》之十：集成運(yùn)放的優(yōu)勢(shì)—模擬之母

?

集成運(yùn)算放大器可以完成“所有的”模擬電路功能

集成運(yùn)算放大器可以完成“所有的”模擬電路功能，不管是線性的還是非線性的電路，只要是能想到的幾乎都能實(shí)現(xiàn)。

在一般的放大電路中，常見的有：比例放大器、跟隨器、加法器、減法器、乘法器、除法器、對(duì)數(shù)電路、反對(duì)數(shù)電路、積分器、微分器、逆運(yùn)算電路、波形發(fā)生器。除此之外還有高共模抑制比、高輸入阻抗的儀表放大器和微弱信號(hào)放大器；

為了獲得高輸出功率、高輸出電壓，在一般應(yīng)用領(lǐng)域有：功率放大器、高壓放大器，穩(wěn)壓器等；

在高速應(yīng)用領(lǐng)域有：高速/寬帶放大器、高速驅(qū)動(dòng)器等；

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用中還有A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、采樣保持電路等。

如果需要放大電路功耗盡可能的低、工作電壓盡可能的低，有微功耗放大器、極低電源電壓放大器；

如果需要輸出電壓幅度接近電源電壓幅度，可與采用滿幅放大器得到滿幅度輸出的性能；

集成運(yùn)算放大器可以構(gòu)成電子濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等；

模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換以及數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中，集成運(yùn)算放大器是不可或缺的。例如采樣保持電路，這是非集成運(yùn)算放大器所不能實(shí)現(xiàn)的。

在信號(hào)電平比較應(yīng)用中，各種比較器是不可或缺的，要想精確地對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比較并得出正確結(jié)果就需要具有極高增益的比較器，比較器是一種特殊的集成運(yùn)算放大器。有的信號(hào)比較還需要極快的速度，集成運(yùn)算放大器中的比較器具有極快的響應(yīng)速度。

集成運(yùn)算放大器可以盡可能的簡(jiǎn)化電路
應(yīng)用集成運(yùn)算放大器可以盡可能的簡(jiǎn)化電路，通過下面的例子可以看到應(yīng)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電子線路的簡(jiǎn)潔與優(yōu)勢(shì)。

?

跟隨器
用集成運(yùn)算放大器可以構(gòu)成盡可能簡(jiǎn)化的電子線路。例如跟隨器電路僅僅需要集成運(yùn)算放大器就可以了，不需要外接元件，也不需要計(jì)算工作點(diǎn)和調(diào)試。應(yīng)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器和應(yīng)用分立元件構(gòu)成的跟隨器電路如圖。

集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器和分立元件構(gòu)成的跟隨器電路

圖中，（a）為應(yīng)用集成運(yùn)算放大器的跟隨器電路，（b）為應(yīng)用分立元件構(gòu)成的跟隨器電路?？梢钥吹綉?yīng)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器電路比應(yīng)用分立元件構(gòu)成的跟隨器電路簡(jiǎn)單得多。

反相放大器
即使是一般的反相放大器，也僅僅需要輸入電阻、反饋電阻和同相輸入端的匹配電阻，同樣不需要計(jì)算工作點(diǎn)和調(diào)試。應(yīng)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相放大器電路和應(yīng)用分立元件構(gòu)成的反相放大器電路如圖（a）、圖（b）。

由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相放大器電路和由分立元件構(gòu)成的反相放大器電路

差動(dòng)放大器
利用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成差動(dòng)放大器也僅僅需要4個(gè)電阻，既不需要設(shè)計(jì)工作點(diǎn)的參數(shù)，也不需要調(diào)試；

由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的差動(dòng)放大器電路和由分立元件構(gòu)成的差動(dòng)放大器電路

由上述三例可以看到，即使是簡(jiǎn)單的放大電路，集成運(yùn)算放大器也具有電路簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，而且在元器件、電路板的成本上也接近分立元件放大器。這樣，僅僅從簡(jiǎn)單的電子線路角度看，由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電子線路的性能價(jià)格比將高于分立元件電子線路，電路功能比上述三例更復(fù)雜的電路集成運(yùn)算放大器將具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
?

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(jiǎn)史

摘要：運(yùn)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(shí)代。K2-W型運(yùn)放是第一批商品化的運(yùn)放……

系列之二： 真空管運(yùn)算放大器的年代

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

系列之三：真空管運(yùn)放的終結(jié)者—晶體管運(yùn)算放大器

摘要：真空管運(yùn)算放大器不僅體積大，而且功耗也很大，如M9型真空管運(yùn)算放大器的最后一級(jí)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(dá)到20W以上，正因?yàn)槿绱耍坏┯辛梭w積小、耗電低的可替代產(chǎn)品，真空管運(yùn)算放大器必將壽終正寢。導(dǎo)致真空管運(yùn)算放大器壽終正寢的的是晶體管和晶體管運(yùn)算放大器……

系列之四：IC時(shí)代來了，1.0版的集成運(yùn)算放大器

摘要：真正讓運(yùn)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(yùn)算放大器的大量生產(chǎn)……

系列之十一：集成運(yùn)放還有哪些好處？

摘要：在三類城市，集成運(yùn)算放大器可以以0.8元的零售價(jià)買到四運(yùn)算放大器（LM324），而小信號(hào)雙極型晶體管的零售價(jià)至少要0.2元，電阻的單價(jià)也要0.02~0.03元，電容器的單價(jià)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(jìng)爭(zhēng)力……