集成運算放大器（Integrated Operational Amplifier）簡稱集成運放，是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。

自從1964年美國仙童公司研制出第一個單片集成運算放大器μA702以來，集成運算放大器得到了廣泛的應用，它已成為線性集成電路中品種和數(shù)量最多的一類。

國標統(tǒng)一命名法規(guī)定，集成運算放大器各個品種的型號有字母和阿拉伯數(shù)字兩大部分組成。字母在首部，統(tǒng)一采用CF兩個字母，C表示國標，F(xiàn)表示線性放大器，其后的數(shù)字表示集成運算放大器的類型。

它的增益高（可達60~180dB），輸入電阻大（幾十千歐至百萬兆歐），輸出電阻低（幾十歐），共模抑制比高（60~170dB），失調與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點，適用于正，負兩種極性信號的輸入和輸出。

模擬集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的P型硅片制成，這種硅片是集成電路的基片?；峡梢宰龀霭袛?shù)十個或更多的BJT或FET、電阻和連接導線的電路。

運算放大器除具有+、-輸入端和輸出端外，還有+、-電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的閉環(huán)放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻，這給使用帶來很大方便? 。

集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合放大器，主要由輸入、中間、輸出三部分組成。輸入部分是差動放大電路，有同相和反相兩個輸入端;前者的電壓變化和輸出端的電壓變化方向一致，后者則相反。中間部分提供高電壓放大倍數(shù)，經輸出部分傳到負載。它的引出端子和功能如圖所示。其中調零端外接電位器，用來調節(jié)使輸入端對地電壓為零（或某一預定值）時，輸出端對地電壓也為零（或另一個預定值）。補償端外接電容器或阻容電路，以防止工作時產生自激振蕩（有些集成運算放大器不需要調零或補償）。供電電源通常接成對地為正或對地為負的形式，而以地作為輸入、輸出和電源的公共端。

表征集成運算放大器性能的參數(shù)有30多個，常用的有以下10種。

1、開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)：簡稱開環(huán)增益，表示運算放大器本身的放大能力。一般為50 000～200 000倍。

2、輸入失調電壓：表示靜態(tài)時輸出端電壓偏離預定值的程度。一般為2～10mV（折合到輸入端）。

3、單位增益帶寬：表示差模電壓放大倍數(shù)下降到1時的頻率。一般在1MHz左右。

4、轉換速率（又稱壓擺率）：表示運算放大器對突變信號的適應能力。一般在0.5V/μs左右。

5、輸出電壓和電流：表示運放的輸出能力。一般輸出電壓峰值至峰值要比電源電壓低1～3V，短路電流在25mA左右。

6、靜態(tài)功耗：表示無信號條件下運放的耗電程度。當電源電壓為±15V時，靜態(tài)功耗雙極型晶體管一般為50～100mW，場效應管一般為1mW。

7、輸入失調電壓溫度系數(shù)：表示溫度變化對失調電壓的影響。一般為3～5μV/℃（折合到輸入端）。

8、輸入偏置電流：表示輸入端向外界索取電流的程度。雙極型晶體管一般為80～500nA，場效應管一般為1nA。

9、輸入失調電流：表示流經兩個輸入端電流的差別。雙極型晶體管一般為20～200nA，場效應管一般小于1nA。

10、共模抑制比：表示運放對差模信號的放大倍數(shù)和對共模信號放大倍數(shù)之比。一般為70～90dB? 。

按照集成運算放大器的參數(shù)分類

1、通用型運算放大器

通用型運算放大器就是以通用為目的而設計的。這類器件的主要特點是價格低廉、產品量大面廣，其性能指標能適合于一般性使用。例mA741（單運放）、LM358（雙運放）、LM324（四運放）及以場效應管為輸入級的LF356 都屬于此種。它們是應用最為廣泛的集成運算放大器。

2、高阻型運算放大器

這類集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，一般rid》（109~1012）W，IIB 為幾皮安到幾十皮安。實現(xiàn)這些指標的主要措施是利用場效應管高輸入阻抗的特點，用場效應管組成運算放大器的差分輸入級。用FET 作輸入級，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點，但輸入失調電壓較大。常見的集成器件有LF356、LF355、LF347（四運放）及更高輸入阻抗的CA3130、CA3140等。

3、低溫漂型運算放大器

在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中，總是希望運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變化。低溫漂型運算放大器就是為此而設計的。常用的高精度、低溫漂運算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET 組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650 等。

4、高速型運算放大器

在快速A/D 和D/A 轉換器、視頻放大器中，要求集成運算放大器的轉換速率SR 一定要高，單位增益帶寬BWG一定要足夠大，像通用型集成運放是不能適合于高速應用的場合的。高速型運算放大器主要特點是具有高的轉換速率和寬的頻率響應。常見的運放有LM318、mA715 等，其SR=50~70V/ms，BWG》20MHz。

5、低功耗型運算放大器

由于電子電路集成化的最大優(yōu)點是能使復雜電路小型輕便，所以隨著便攜式儀器應用范圍的擴大，必須使用低電源電壓供電、低功率消耗的運算放大器相適用。常用的運算放大器有TL-022C、TL-060C 等，其工作電壓為±2V~±18V，消耗電流為50~250mA。有的功耗已達微瓦級，例如ICL7600 的供電電源為1.5V，功耗為10mW，可采用單節(jié)電池供電。

6、高壓大功率型運算放大器

運算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運算放大器中，輸出電壓的最大值一般僅幾十伏，輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流，集成運放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。例如D41集成運放的電源電壓可達±150V，uA791集成運放的輸出電流可達1A。

按外型的封裝樣式分類

扁平式（即SSOP）

封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD（表面安裝設備技術）將芯片與主板焊接起來。采用S MD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊點。將芯片各腳對準相應的焊點，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。

PFP（Plastic Flat Package）方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。

扁平式

單列直插式（即SIP）

最適合焊接，DIY友的最愛，因為這種封裝的管腳很長，很適合DIY焊接，且比較堅固，不易損壞。

單列直插式

雙列直插式（即DIP）

應用最廣泛、最多的封裝形式。

絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路（IC）均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心，以免損壞引腳。

使用DIP外型的以下好處：

1、適合在PCB（印刷電路板）上穿孔焊接，操作方便。

2、芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。

Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存（Cache）和早期的內存芯片也是這種封裝形式? 。

雙列直插式

1、集成運放的電源供給方式

集成運放有兩個電源接線端+VCC和-VEE，但有不同的電源供給方式。對于不同的電源供給方式，對輸入信號的要求是不同的。

（1）對稱雙電源供電方式

運算放大器多采用這種方式供電。相對于公共端（地）的正電源（+E）與負電源（-E）分別接于運放的+VCC和-VEE管腳上。在這種方式下，可把信號源直接接到運放的輸入腳上，而輸出電壓的振幅可達正負對稱電源電壓。

（2）單電源供電方式

單電源供電是將運放的-VEE管腳連接到地上。此時為了保證運放內部單元電路具有合適的靜態(tài)工作點，在運放輸入端一定要加入一直流電位。此時運放的輸出是在某一直流電位基礎上隨輸入信號變化。對于交流放大器，靜態(tài)時，運算放大器的輸出電壓近似為VCC/2，為了隔離掉輸出中的直流成分接入電容C3。

2、集成運放的調零問題

由于集成運放的輸入失調電壓和輸入失調電流的影響，當運算放大器組成的線性電路輸入信號為零時，輸出往往不等于零。為了提高電路的運算精度，要求對失調電壓和失調電流造成的誤差進行補償，這就是運算放大器的調零。常用的調零方法有內部調零和外部調零，而對于沒有內部調零端子的集成運放，要采用外部調零方法。

應從實際需要出發(fā)，不要盲目追求指標的先進性。

1、如無特殊要求，盡量選通用型和多運放;

2、要注意手冊中給出的參數(shù)是在某一個特定條件下得出的，如條件改變，有些參數(shù)也要隨著改變;

3、在實驗階段和工作環(huán)境復雜的場合，盡量選帶有過壓、過流、過熱保護的型號