集成运放的使用技巧与注意事项

5.5.4.1　使用时必做的工作

1.集成运放的外引线（管脚）

目前，集成运放的常见封装方式有金属壳封装和双列直插式封装，外形如图5.5.1所示，以后者居多。双列直插式有8、10、12、14、16管脚等种类，虽然它们的外引线排列日趋标准化，但各制造厂仍略有区别。因此，使用运放前必须查阅有关手册，辨认管脚，以便正确连线。

图5.5.1　集成电路的外形

2.参数测量

使用运放之前往往要用简易测试法判断其好坏，例如用万用表电阻的中间挡（“×100Ω”或“×1kΩ”挡，避免电流或电压过大）对照管脚测试有无短路和断路现象。必要时还可以采用测试设备量测运放的主要参数。

3.调零和设置偏置电压

由于失调电压及失调电流的存在，输入为零时输出往往不为零。对于内部无自动稳零措施的运放需外加调零电路，使之在零输入时输出为零。

对于单电源供电的运放，常需在输入端加直流偏置电压，设置合适的静态点，以便能放大正负两个方向的变化信号。例如，为使正、负两个方向信号变化的幅值相同，应将Q点设置在集成运放电压传输特性的中点，即VCC/2处，如图5.5.2（a）所示。图5.5.2（b）和（c）分别为阻容耦合和直接耦合两种情况下的偏置电路；静态时，uI1= uI2= 0，由于4个电阻均为R，阻值相等，故uP= uN= VCC/2。如果正、负两个方向信号变化的幅值不同，可通过调整偏置电路中电阻阻值来调高或调低Q点。

图5.5.2　单电源集成运放静态工作点的设置

4.消除自激振荡

为了防止电路产生自激振荡，且消除各电路因共用一个电源相互之间所产生的影响，应在集成运放的电源端加去耦电容。“去耦”是指去掉联系，一般去耦电容多用一个容量大的和一个容量小的电容并联在电源正、负极。

有的集成运放还要外接频率补偿电容，应特别注意接入电容的容量须合适，否则会影响集成运放的带宽。

5.5.4.2　保护措施

集成运放在使用中常因以下三种原因被损坏：输入信号过大，使PN结击穿；电源电压极性接反或过高；输出端直接接“地”或接电源，运放将因输出级功耗过大而损坏。因此，为使运放安全工作，也从三个方面进行保护。

1.输入保护

一般情况下，运放工作在开环（即未引反馈）状态时，易因差模电压过大而损坏；在闭环状态时，易因共模电压超出极限值而损坏。图5.5.3中（a）所示是防止差模电压过大的保护电路，（b）所示是防止共模电压过大的保护电路。

图5.5.3　输入保护措施

2.输出保护

图5.5.4所示为输出端保护电路，限流电阻R与稳压管DZ构成限幅电路。一方面将负载与集成运放输出端隔离开来，限制了运放的输出电流；另一方面也限制了输出电压的幅值。当然，任何保护措施都是有限度的，若将输出端直接接电源，则稳压管会损坏，使电路的输出电阻大大提高，从而影响电路的性能。

3.电源端保护

为了防止电源极性接反，可以利用二极管的单向导电性，在电源端串联二极管来实现保护，如图5.5.5所示。(www.xing528.com)

图5.5.4　输出保护电路

图5.5.5　电源端保护

思考题

5.5.1　集成电路运放的输入失调电压、输入失调电流和输入偏置电流Im是如何定义的？它们对运放的工作产生什么影响？对高精度运放有什么要求？

5.5.2　集成运放使用时，为什么两输入端的电阻要相等。

5.5.3　在选用集成运放时，什么情况下应考虑极限参数。

习　题

5.5.1　判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。

（1）运放的输入失调电压UIO是两输入端电位之差。（　　）

（2）运放的输入失调电流IIO是两端电流之差。（　　）

（3）运放的共模抑制比

（　　）

（4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。（　　）

（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。（　　）

5.5.2　根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是：

① 通用型；② 高阻型；③ 高速型；④ 低功耗型；⑤ 高压型；⑥ 大功率型；⑦ 高精度型。

（1）作低频放大器，应选用（　　）。

（2）作宽频带放大器，应选用（　　）。

（3）作幅值为1 μV以下微弱信号的测量放大器，应选用（　　）。

（4）作内阻为100 kΩ信号源的放大器，应选用（　　）。

（5）负载需5 A电流驱动的放大器，应选用（　　）。

（6）要求输出电压幅值为±80V的放大器，应选用（　　）。

（7）宇航仪器中所用的放大器，应选用（　　）。