集成运放(Integrated Circuit Operational Amplifier)是指把所有运放电路原件集成在一起,封装成一个单片集成电路(IC)的运放器件,它有一个非常高的电压放大和强大的驱动能力,可作为各种电路的信号放大器、运算放大器、滤波器、鉴频器、振荡器等等电路中的核心放大电路。
集成运放的发展历程可以追溯到20世纪60年代,当时的集成运放技术已经发展成为一种高性能、小型、高可靠性的电子器件。近年来,随着集成电路技术的不断进步,集成运放已经成为了当今电子元器件中使用最广泛的一种集成电路。
集成运放的基本结构包含一个差分放大器、一个输入级和一个输出级。在差分放大器中,两个输入端由负反馈电路连接,能够使运放器件的特性稳定并减小非线性失真。
在输入级中,为了保证放大器的稳定性、增益的稳定性以及对共模电压的抵抗力等问题,还需要引入恰当的极点零点来滤除不必要的信号影响。
输出极的设计则很大程度上起着补偿偏移电压以及减小温度漂移等重要作用。一般情况下,集成运放的输出极为一对Darlington晶体管,其输出电压具备很小的偏移电压与较少的非线性失真。
第一,集成运放的放大增益极大,高达几十万倍到上百万倍。这使得电压信号得以放大到我们常常无法想象的程度,极大地增强了电路的可靠性。
第二,集成运放的输入阻抗极高,输出电阻很低,从而可以保持电路增益的稳定性。同时,集成运放可供应的电源电压范围很大,可以用在各种场合下。
第三,集成运放中输入电流非常小,温漂小,功耗低,寿命长,可靠性高。此外,由于集成运放器件小巧,方便安装,所以它在电路设计中得到了广泛的应用。
集成运放器件的应用范围很广,可以用在各种场合下。例如,集成运放器件可以用作电路中的信号放大器、运算放大器、滤波器、振荡器、比较器、功率放大器、数字量测电路、反馈电路、隔离电路以及传感器电路等。
此外,集成运放的优异性能还被广泛地应用于检测、自动控制、音频放大、视频放大等方面。例如,集成运放可以用于电机控制电路中的电流检测、比较,还可以用于负反馈控制电路中以实现自动控制。此外,集成运放也可以用作音频放大设备中的预放大器、功放电路的驱动电路等。