《你好，放大器》之十一：集成運(yùn)放還有哪些好處

?

集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電路的性價(jià)比是最高的
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)成的電路沒有競爭力。

由于集成運(yùn)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(huì)進(jìn)一步降低用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電路的成本。

不僅如此，應(yīng)用集成運(yùn)算放大器幾乎可以不需要調(diào)試，而且應(yīng)用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電路的精度、穩(wěn)定性、漂移和驅(qū)動(dòng)能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yùn)算放大器的性能價(jià)格比要高于分立元件構(gòu)成的電路。

集成運(yùn)算放大器可以減少電子工程師的勞動(dòng)
相對(duì)分立元件來說，應(yīng)用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)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(gè)方面看到

首先，應(yīng)用集成運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)電子線路會(huì)由于集成運(yùn)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(yùn)算放大器在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)將工作狀態(tài)設(shè)計(jì)在相對(duì)最佳狀態(tài)，不需要電子工程師重新考慮集成運(yùn)算放大器的工作點(diǎn)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(diǎn)電位與電流；

其二，集成運(yùn)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(duì)于一般的應(yīng)用，沒有必要自己“創(chuàng)新”研究一個(gè)新型電子線路的電路結(jié)構(gòu)。除了用單只集成運(yùn)算放大器構(gòu)成電子線路外，在單個(gè)集成運(yùn)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(yùn)算放大器單元，充分發(fā)揮各集成運(yùn)算放大器電路單元的獨(dú)特特性，將電子線路的性能發(fā)揮到極致，實(shí)現(xiàn)滿足高性能要求的電子線路。

其三，集成運(yùn)算放大器內(nèi)置輸出級(jí)，具有一般電子線路需要的驅(qū)動(dòng)能力，不需要考慮增加輸出級(jí)。如果需要很大的驅(qū)動(dòng)能力，還可以應(yīng)用特殊用途的集成運(yùn)算放大器—集成功率放大器，既可以保留通用型集成運(yùn)算放大器的所有功能，還可以獲得數(shù)安培的輸出帶負(fù)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(yùn)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(yùn)算放大器的通用性
在相同的封裝形式下，集成運(yùn)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(yùn)算放大器的互換創(chuàng)造了條件。

對(duì)于單運(yùn)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(yùn)算放大器的管腳定義及功能

由于單運(yùn)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(yùn)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(hào)的集成運(yùn)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(fù)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(fù)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(shí)一定要清楚這一點(diǎn)。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(hào)的單運(yùn)算放大器是可以互換的。

如果單運(yùn)算放大器不需要調(diào)零端，則運(yùn)算放大器僅需要5個(gè)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(yùn)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(yùn)算放大器的管腳功能如圖。

SOT23-5管腳封裝的單運(yùn)算放大器的管腳功能

SOT23-5管腳封裝的單運(yùn)算放大器的外形尺寸如圖。

SOT23-5管腳封裝的單運(yùn)算放大器的外形尺寸

如果是將兩個(gè)運(yùn)算放大器封裝在同一個(gè)封裝中則稱為雙運(yùn)算放大器，除了LM747外絕大多數(shù)的雙運(yùn)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(yùn)算放大器的管腳定義及功能

由于雙運(yùn)算放大器封裝在8管腳的封裝中，8個(gè)管腳全部被用來做基本功能管腳，因此運(yùn)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(shí)，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(gè)特點(diǎn)就是每一個(gè)運(yùn)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(shí)效果尤為明顯。

如果是將四個(gè)運(yùn)算放大器封裝在同一個(gè)封裝中則稱為四運(yùn)算放大器，四運(yùn)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(yùn)算放大器的管腳定以及功能

從上面兩個(gè)圖可以看到，雙運(yùn)算放大器和四運(yùn)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(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行調(diào)零，如果需要調(diào)零，最好采用單運(yùn)算放大器，如選OP0、OP37、LM741等。如果必須選擇雙運(yùn)放或四運(yùn)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(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?，一旦有了體積小、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)……