运算放大器应用技术手册 运算放大器的发展体现了电子技术的进步

　　摘要：运算放大器是模拟电路设计中的基本功能单元，小尺寸、高性能始终是设计人员的追求目标。本文重点介绍了运算放大器的发展方向以及设计中的折中考虑。　　关键词：运算放大器；电路设计

　　引言

　　不断增长的电子元器件市场始终保持着对高性能运算放大器的巨大需求。宽带、低功耗、高精度只是新产品要求的几个关键参数。虽然这些参数已经得到的不断地提高，但对设计人员来说，理想的运算放大器依然是一个“神话”，在运算放大器设计中仍然需要做出各种折中选择。值得庆幸的是，大多数设计会非常重视放大器的某一个参数，这样，通过牺牲其它参数指标可以满足最终要求的设计方案。由此可见，我们的设计目标并非创建一个理想的运算放大器，而是为具体应用创建一个最佳的运算放大器。

　　针对具体应用优化运算放大器设计

　　电池供电产品的发展需要功耗更低的运算放大器，便携产品中的运算放大器通常工作在较低的单电源电压(正电压)下，消耗极低的电源电流，这无疑是设计人员所面临的一个巨大难题，因为这些设计在要求低功耗的同时，还需要工作在较高频率或要求低噪声。

　　另外，便携产品设计对电路板尺寸要求非常苛刻，因此，小的封装尺寸是另外一个关键指标。传统设计中比较普遍的小外形(so)表面贴封装相对于一些新型封装，如SOT23、SC70或晶片级封装，如UCSP，已经不是真正意义上的“小尺寸”。新推出的小型封装减小了寄生电感和寄生电容，因而改善了电路的交流特性，但由于应用场合对硅片尺寸的苛刻要求，这种封装器件的失调电压会增 ……此处隐藏2260个字…… 于运算放大器也存在一些特殊要求。音频放大器不同于传统的精密放大器，需要放大器在音频频率范围内提供出色的动态特性。音频放大器的一个发展趋势是在内部集成电荷泵，例如，Maxim的DirectDrive放大器，从而在单电源供电时省去大尺寸的隔直流电容(一般采用大尺寸的电解电容)。利用DirectDrive技术可以改善放大器的低频响应，甚至获得很好的直流响应特性，降低低频端的总谐波失真。另外，DirectDrive技术还降低了系统成本和电路板尺寸，这为便携产品提供了一个极具竞争力的优势。

　　从发展方向看，视频放大器正在成为一种专用器件，以满足各种视频应用的需求。虽然目前还有一些工作在±5V的视频放大器，但绝大多数新型视频放大器设计采用单电源供电，并且能够驱动一个或两个150Ω的负载。随着便携式数字视频产品市场的增长，视频放大器也开始向低电压设计方向发展，例如3V供电，这是IC设计者面临的又一挑战。除了低压工作特性外，许多视频放大器内部还集成了一个视频重建滤波器，用于抗混叠滤波或DAC输出平滑滤波。为了省去外部偏置电路或钳位电路，有些视频放大器还集成了黑电平或后肩钳位电路。有些视频放大器为了提供负极性的同步脉冲，采用了音频放大器的DirectDrive技术，不再需要外部偏置。

　　结论

　　运算放大器是模拟电路设计中的基本功能单元，因此，它必须紧随电子技术快速发展的步伐。低功耗、小尺寸需求的普及加速了微功耗运算放大器的发展进程，这种放大器已经集成在肉眼几乎看不清楚的UCSP封装内。随着设计技术和处理工艺的改进，集成厂商正在不断开发满足市场增长需求的运算放大器。