运算放大器的基本构成 放大器, 运算

pippo1889

集成运放是以双端为输入，单端对地为输出的直接耦合型高增益放大器。它是将相当数目的晶体管、电阻以及连接线，采用半导体集成工艺制做在一块面积很小的硅片上。

集成运故内部电路包括四个基本组成环节：输入级、中间放大(兼电平移动)级、输出级和各级的偏置电路。


由于晶体管容易制造，且它在硅片上占的面积小，集成运放内部电路大量采用晶体管来代替其它元器件，如采用三极管构成二极管、用有源负载代替电阻负载等。由于晶体管是在相同的工艺条件下同时制造的，同一硅片上的对管特性比较相近，易获得良好的对称特性，且在同一温度场，易获得良好的温度补偿，具有很好的温度特性。

内部电路中的部分电阻采用半导体工艺制造，如扩散电阻、夹层电阻、体电阻、离子注入电阻、薄膜电阻等。内部电容采用PN结电容、薄膜电容等，电容量较小．在几十pF之内。一般大电阻、大电容在硅片上占用面积大，集成电路内部很少采用，需要时采用外接方法，特别是大的相位校正电容，多采用外接方式。

为了提高集成运放输入电阻、减小失调电压和偏置电流、提高差模和共模输入电压范围等性能，集成运放的输入差分放大级可采用超β管、达林顿复合管、串联互补复合管、场效应管等等。从集成运放差动输入级经中间放大级转为单端输出，差模输人电压为零时，其输出对地电压不为零，因此在输入与输出级之间需采用电平移动电路．将其电平移动到地电平。电平移动电路多采用恒流源、横向PNP管、稳压管、正向二极管链和电阻降压电路等。

从双端输出到单端输出的变换，常采用并联电阻负反馈、有源负载、电流负反馈、PNP管等方法。为了提高共模抑制能力，提高差模增益和提供稳定的内部电路工作电流，实际电路中广泛采用各种恒流源电路，如稳压管恒流源、镜电流恒流源，比例恒流源、多集电极恒流源、场效应管恒流源等。为了获得比较大的输出电压动态范围、大的输出电流和低的输出电阻，集成运放输出级多采用互补推挽输出级、跟随器推挽输出级、多级互补推挽输出级等。

为提高集成运放的稳定性和耐受过载能力，某些集成运放又在内部电路中采用一些辅助电路，如内电源稳压电路、控温电路、温度补偿电路、输入电压保护、输出过流、过热保护电路等。