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[转帖]常用电子元器件及应用

菜鸟
2007-02-05 05:00:00    评分

一、电阻器
1.薄膜类
(1)金属膜电阻(型号:RJ)。在陶瓷骨架表面,经真空高温或烧渗工艺蒸发沉积一层金属膜或合金膜。其特点是:精度高、稳定性好、噪声低、体积小、高频特性好。且允许工作环境温度范围大(-55~+125℃)、温度系数低((50~100)×10-6/℃)。目前是组成电子电路应用最广泛的电阻之一。常用额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等,标称阻值在10W~10MW之间。
(2)金属氧化膜电阻(型号:RY)。在玻璃、瓷器等材料上,通过高温以化学反应形式生成以二氧化锡为主体的金属氧化层。该电阻器由于氧化膜膜层比较厚,因而具有极好的脉冲、高频和过负荷性能,且耐磨、耐腐蚀、化学性能稳定。但阻值范围窄,温度系数比金属膜电阻差。
(3)碳膜电阻(型号:RT)。在陶瓷骨架表面上,将碳氢化合物在真空中通过高温蒸发分解沉积成碳结晶导电膜。碳膜电阻价格低廉,阻值范围宽(10W~10MW),温度系数为负值。常用额定功率为1/8W~10W,精度等级为±5%、±10%、±20%,在一般电子产品中大量使用。
2.合金类
(1)线绕电阻(型号:RX)。将康铜丝或镍铬合金丝绕在磁管上,并将其外层涂以珐琅或玻璃釉加以保护。线绕电阻具有高稳定性、高精度、大功率等特点。温度系数可做到小于10-6/℃,精度高于±0.01%,最大功率可达200W。但线绕电阻的缺点是自身电感和分布电容比较大,不适合在高频电路中使用。
(2)精密合金箔电阻(型号:RJ)。在玻璃基片上粘和一块合金箔,用光刻法蚀出一定图形,并涂敷环氧树脂保护层,引线封装后形成。该电阻器最大特点是具有自动补偿电阻温度系数功能,故精度高、稳定性好、高频响应好。这种电阻的精度可达±0.001%,稳定性为±5×10-4%/年,温度系数为±10-6/℃。可见它是一种高精度电阻。
3.合成类
(1)金属玻璃釉电阻(型号:RI)。以无机材料做粘合剂,用印刷烧结工艺在陶瓷基体上形成电阻膜。该电阻具有较高的耐热性和耐潮性,常用它制成小型化贴片式电阻。
(2)实芯电阻(型号:RS)。用有机树脂和碳粉合成电阻率不同的材料后热压而成。体积与相同功率的金属膜电阻相当,但噪声比金属膜电阻大。阻值范围为4.7W~22MW,精度等级为±5%、±10%、±20%。
(3)合成膜电阻(RH)。合成膜电阻可制成高压型和高阻型。高阻型电阻的阻值范围为10MW~106MW,允许误差为±5%、±10%。高压型电阻的阻值范围为47MW~1000MW,耐压分10kV和35kV两挡。
(4)厚膜电阻网络(电阻排)。它是以高铝瓷做基体,综合掩膜、光刻、烧结等工艺,在一块基片上制成多个参数性能一致的电阻,连接成电阻网络,也叫集成电阻。集成电阻的特点是温度系数小,阻值范围宽,参数对称性好。目前已越来越多的被应用在各种电子设备中。
4.敏感类
使用不同材料和工艺制造的半导体电阻,具有对温度、光照度、湿度、压力、磁通量、气体浓度等非电物理量敏感的性质,这类电阻叫敏感电阻。利用这些不同类型的电阻,可以构成检测不同物理量的传感器。这类电阻主要应用于自动检测和自动控制领域中。
二、常用电阻器的标志方法
1.直标法
把元件的主要参数直接印制在元件的表面上,这种方法主要用于功率比较大的电阻。如电阻表面上印有RXYC-50-T-1k5-±10%,其含义是耐潮被釉线绕可调电阻器,额定功率为50W,阻值为1.5kW,允许误差为±10%。
2.文字符号法
随着电子元件的不断小型化,特别是表面安装元器件(SMC和SMD)的制造工艺不断进步,使得电阻器的体积越来越小,其元件表面上标注的文字符号也作出了相应改革。一般仅用三位数字标注电阻器的数值,精度等级不再表示出来(一般小于±5%)。具体规定如下:
(1)元件表面涂以黑颜色表示电阻器。
(2)电阻器的基本标注单位是欧姆(W),其数值大小用三位数字标注。
(3)对于十个基本标注单位以上的电阻器,前两位数字表示数值的有效数字,第三位数字表示数值的倍率。如100表示其阻值为10×100=10W;223表示其阻值为22×103=22kW。
(4)对于十个基本标注单位以下的元件,第一位、第三位数字表示数值的有效数字,第二位用字母“R”表示小数点。如3R9表示其阻值为3.9W。
3.色标法
小功率电阻器使用最广泛的是色标法,一般用背景区别电阻器的种类:如浅色(淡绿色、淡蓝色、浅棕色)表示碳膜电阻,用红色表示金属或金属氧化膜电阻,深绿色表示线绕电阻。一般用色环表示电阻器的数值及精度。
普通电阻器大多用四个色环表示其阻值和允许偏差。第一、二环表示有效数字,第三环表示倍率(乘数),与前三环距离较大的第四环表示精度。
精密电阻器采用五个色环标志,第一、二、三环表示有效数字,第四环表示倍率,与前四环距离较大的第五环表示精度。
2.1.4电阻器的正确选用
在选择电阻器的阻值时,应根据设计电路时理论计算电阻值,在最靠近标称值系列中选用。普通电阻器(不包括精密电阻器)阻值标称系列值见表2-4,实际电阻器的阻值是表中的数值乘以10n(n为整数)。
允许偏差(%)
±5%阻值(Ω)1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、
±10%阻值(Ω)2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、
6.8、7.5、8.2、9.1、1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2
±20%阻值(Ω)1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8
根据理论计算电阻器在电路中消耗的功率,合理选择电阻器的额定功率。一般按额定功率是实际功率的1.5~3倍之间选定。

三、电位器
电位器是一种可调电阻,也是电子电路中用途最广泛的元器件之一。它对外有三个引出端,其中两个为固定端,另一个是中心抽头。转动或调节电位器转动轴,其中心抽头与固定端之间的电阻将发生变化。
1.有机实芯电位器
由导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉,经过热压,在基座上形成实芯电阻体。该电位器的特点是结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高,广泛用于焊接在电路板上作微调使用;缺点是耐压低、噪声大。
2.线绕电位器
用合金电阻丝在绝缘骨架上绕制成电阻体,中心抽头的簧片在电阻丝上滑动。线绕电位器用途广泛,可制成普通型、精密型和微调型电位器,且额定功率做的比较大、电阻的温度系数小、噪声低、耐压高。
3.合成膜电位器
在绝缘基体上涂敷一层合成碳膜,经加温聚合后形成碳膜片,再与其他零件组合而成。这类电位器的阻值变化连续、分辨率高、阻值范围宽、成本低。但对温度和湿度的适应性差,使用寿命短。
4.多圈电位器
多圈电位器属于精密电位器。它分有带指针、不带指针等形式,调整圈数有5圈、10圈等数种。该电位器除具有线绕电位器的相同特点外,还具有线性优良,能进行精细调整等优点,可广泛应用于对电阻实行精密调整的场合。
四、常用电容器
1.瓷介电容器
瓷介电容器的主要特点是介质损耗较低,电容量对温度、频率、电压和时间的稳定性都比较高,且价格低廉,应用极为广泛。瓷介电容器可分为低压小功率和高压大功率两种。常见的低压小功率电容器有瓷片、瓷管、瓷介独石电容器,主要用于高频电路、低频电路中。高压大功率瓷片电容器可制成鼓形、瓶形、板形等形式。主要用于电力系统的功率因数补偿、直流功率变换等电路中。
2.云母电容器
云母电容器以云母为介质,多层并联而构成。它具有优良的电器性能和机械性能,具有耐压范围宽、可靠性高、性能稳定、容量精度高等优点,可广泛用于高温、高频、脉冲、高稳定性的电路中。但云母电容器的生产工艺复杂,成本高、体积大、容量有限,这使它的使用范围受到了限制。
3.有机薄膜电容器
最常见有涤纶电容器和聚丙烯电容器。涤纶电容器的体积小,容量范围大,耐热、耐潮性能好。
4.电解电容器
电解电容器的介质是很薄的氧化膜,容量可做得很大,一般标称容量1mF~10000mF。电解电容有正极和负极之分,使用中应保证正极电位高于负极电位;否则电解电容器的漏电流增大,导致电容器过热损坏,甚至炸裂。
电解电容器的损耗比较大,性能受温度影响比较大,高频性能差。电解电容器的品种主要有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。铝电解电容器价格便宜,容量可以做的比较大,但性能较差,寿命短(存储寿命小于5年)。一般使用在要求不高的去耦、耦合和电源滤波电路中。后两者电解电容的性能要优于铝电解电容器,主要用于温度变化范围大,对频率特性要求高,对产品稳定性、可靠性要求严格的电路中。但这两种电容器的价格较高。
五、电容器的标志方法
电容器容量表示方法一般有直接表示法、数码表示法和色码表示法。具体描述如下:
1.直接表示法
通常是用表示数量的字母m(10-3)、m(10-6)、n(10-9)和p(10-12)加上数字组合表示。例如4n7表示4.7×10-9F=4700pF,47n表示47×10-9F=47000pF=0.047mF,6p8表示6.8pF。另外,有时在数字前冠以R,如R33,表示0.33mF;有时用大于1的四位数字表示,单位为pF,如2200表示为2200pF;有时用小于1的数字表示,单位为mF,如0.22为0.22mF。
2.数码表示法
一般用三位数字来表示容量的大小,单位为pF。前两位为有效数字,后一位表示位率,即乘以10i,i是第三位数字。若第三位数字为9,则乘以10-1。如223代表22×103pF=22000pF=0.022mF,又如479代表47×10-1pF=4.7pF。这种表示法最为常见。
3.色码表示法
这种表示法与电阻器的色环表示法类似,颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线侧排列。色码一般只有三种颜色,前两环为有效数字,第三环为位率,单位为pF。
六、电容器的正确选用
根据电路要求选择合适的电容器型号。一般的耦合、旁路,可选用纸介电容器;在高频电路中,应选用云母和瓷介电容器;在电源滤波和退耦电路中,应选用电解电容器。
选用电容器应符合标准系列,电容器的额定电压应高于电容器两端实际电压的1~2倍。尤其对于电解电容器,一般应使线路的实际电压相当于所选额定电压的50%~70%,这样才能充分发挥电解电容器的作用;若实际工作电压低于其额定电压的一半,反而容易使电解电容器的损耗增大。
七、半导体二极管
半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
1.普通半导体二极管的主要参数
1).反向饱和漏电流IS
指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。在常温下,硅管的IS为纳安(10-9A)级,锗管的IS为微安(10-6A)级。
2).额定整流电流IF
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3).最大反向工作电压URM
指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的URM值可达几千伏。
4).最高工作频率fM
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高,在100MHz以上;整流二极管的fM较低,一般不高于几千赫。
5).反向恢复时间trr
指二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IS时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。
2.几种常用二极管的特点
1).整流二极管
整流二极管结构主要是平面接触型,其特点是允许通过的电流比较大,反向击穿电压比较高,但PN结电容比较大,一般广泛应用于处理频率不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。
2).快速二极管
①快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的,但由于普通二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长,约4~5ms,不能适应高频开关电路的要求。②快速二极管主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等,其反向恢复时间可达10ns。快速二极管主要包括肖特基二极管和快恢复二极管。
3).稳压二极管
低温度系数的稳压管是由两只稳压管反向串联而成,利用两只稳压管处于正反向工作状态时具有正、负不同的温度系数,可得到很好的温度补偿。例如2DW7型稳压管是稳压值为±6~7V的双向稳压管。动态电阻rZ。表示稳压管稳压性能的优劣,一般工作电流越大,rZ越小。允许功耗PZ。由稳压管允许达到的温升决定,小功率稳压管的PZ值为100~1000mW,大功率的可达50mW。稳定电流IZ。测试稳压管参数时所加的电流。实际流过稳压管的电流低于IZ时仍能稳压,但rZ较大。
4).发光二极管(LED)
发光二极管的伏安特性与普通二极管类似,所不同的是当发光二极管正向偏置时,正向电流达到一定值时能发出某种颜色的光。根据在PN结中所掺加的材料不同,发光二极管可发出红、绿、黄、橘及红外光线。在使用发光二极管时应注意两点:一是若用直流电源电压驱动发光二极管时,在电路中一定要串联限流电阻,以防止通过发光二极管的电流过大而烧坏管子,注意发光二极管的正向导通压降为1.2~2V(可见光LED为1.2~2V,红外线LED为1.2~1.6V)。二是发光二极管的反向击穿电压比较低,一般仅有几伏。因此当用交流电压驱动LED时,可在LDE两端反极性并联整流二极管,使其反向偏压不超过0.7V,以便保护发光二极管。
八、半导体三极管
半导体三极管亦称双极型晶体管,其种类非常多。按照结构工艺分类,有PNP和NPN型;按照制造材料分类,有锗管和硅管;按照工作频率分类,有低频管和高频管;一般低频管用以处理频率在3MHz以下的电路中,高频管的工作频率可以达到几百兆赫。按照允许耗散的功率大小分类,有小功率管和大功率管;一般小功率管的额定功耗在1W以下,而大功率管的额定功耗可达几十瓦以上。
1.半导体三极管的主要参数
共射电流放大系数β。β值一般在20~200,它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。
反向击穿电压值U(BR)CEO。指基极开路时加在c、e两端电压的最大允许值,一般为几十伏,高压大功率管可达千伏以上。
最大集电极电流ICM。指由于三极管IC过大使β值下降到规定允许值时的电流(一般指β值下降到2/3正常值时的IC值)。实际管子在工作时超过ICM并不一定损坏,但管子的性能将变差。
最大管耗PCM。指根据三极管允许的最高结温而定出的集电结最大允许耗散功率。在实际工作中三极管的IC与UCE的乘积要小于PCM值,反之则可能烧坏管子。
穿透电流ICEO。指在三极管基极电流IB=0时,流过集电极的电流IC。它表明基极对集电极电流失控的程度。小功率硅管的ICEO约为0.1mA,锗管的值要比它大1000倍,大功率硅管的ICEO约为mA数量级。
特征频率fT。指三极管的β值下降到1时所对应的工作频率。fT的典型值约在100~1000MHz之间,实际工作频率。
2.半导体三极管的正确使用
(1)使用三极管时,不得有两项以上的参数同时达到极限值。
(2)焊接时,应使用低熔点焊锡。管脚引线不应短于10mm,焊接动作要快,每根引脚焊接时间不应超过两秒。
(3)三极管在焊入电路时,应先接通基极,再接入发射极,最后接入集电极。拆下时,应按相反次序,以免烧坏管子。在电路通电的情况下,不得断开基极引线,以免损坏管子。
(4)使用三极管时,要固定好,以免因振动而发生短路或接触不良,并且不应靠近发热元件。
(5)功率三极管应加装有足够大的散热器。

常用的功率器件(电力半导体)及其应用)
一、普通晶闸管(可控硅)
普通晶闸管是一种大功率半导体器件,主要用于大功率的交直流变换、调压等。晶闸管三个电极分别用字母A(表示阳极)、K(表示阴极)、G(表示门极)。
1.晶闸管的伏安特性
通过晶闸管特性曲线,可得出晶闸管导通和关断的下列结论。
在正常情况下,晶闸管导通的必要条件有两个,缺一不可:
(1)晶闸管承受正向电压(阳极电位高于阴极电位)。
(2)加上适当的正向门极电压(门极电位高于阴极电位)。
晶闸管一旦导通,门极就失去了控制作用。正因为如此,晶闸管的门极控制信号只要是正向脉冲电压就可以了,称之为触发电压或触发脉冲。
要使晶闸管关断,必须去掉阳极正向电压,或者给阳极加反向电压,或者降低正向阳极电压,这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。能保持晶闸管导通的最小电流,称为维持电流。
当门极没有加正向触发电压时,晶体管即使阳极和阴极之间加上正向电压,一般是不会导通的。
2.晶闸管的主要参数
(1)断态重复峰值电压UDRM。指在门极开路而器件的结温为额定值时,允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于UDRM,管子可能会失控而自行导通。
(2)反向重复峰值电压URRM。指门极开路而结温为额定值时,允许重复加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于URRM时,管子可能会被击穿而损坏。
通常把UDRM和URRM中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。在选用管子时,额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍,以保整电路的工作安全。
(3)额定正向平均电流IF。其定义和二极管的额定整流电流意义相同。要注意的是若晶闸管的导通时间远小于正弦波的半个周期,即使IF值没超过额定值,但峰值电流将非常大,以致可能超过管子所能提供的极限。
(4)正向平均管压降UF。指在规定的工作温度条件下,使晶闸管导通的正弦波半个周期内UAK的平均值,一般在0.4~1.2V。
(5)维持电流IH。指在常温门极开路时,晶闸管从较大的通态电流降到刚好能保持通态所需要的最小通态电流。一般IH值从几十到几百毫安,视晶闸管电流容量大小而定。
(6)门极触发电流IG。在常温下,阳极电压为6V时,使晶闸管能完全导通所需的门极电流,一般为毫安级。
(7)门极触发电压UG。产生门极触发电流所必须的最小门极电压,一般为5V左右。
(8)断态电压临界上升率。在额定结温和门极开路的情况下,不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几十伏。
(9)通态电流临界上升率。在规定条件下,晶闸管能承受的最大通态电流上升率。若晶闸管导通电流上升太快,则会在晶闸管刚开通时,有很大的电流集中在门极附近的小区域内,从而造成局部过热而损坏晶闸管。
3.晶闸管的正确使用
(1)管脚的判别。用万用表R×100W档,分别测量各管脚间的正、反向电阻。因为只有门极G与阴极K之间正向电阻较小,而其他均为高阻状态,故一旦测出两管脚间呈低阻状态,则黑表笔所接为门极G,红表笔所接为阴极K,另一端为阳极A。
(2)管子质量的判别。用万用表R×100W档,若测的以下情况之一,则说明管子是坏的。①任两极间正反向电阻均为零。②A、K间正向电阻为低阻(注意:测量过程中黑表笔不要接触G极)。③各极之间均为高电阻。
(3)晶闸管额定电压的选择。晶闸管实际工作时承受的正常峰值电压应低于正、反向重复峰值电压UDRM和URRM,并留有2~3倍的额定电压值的余量,还应有可靠的过电压保护措施。
(4)晶闸管额定电流的选择。晶闸管实际工作通过的最大平均电流应低于额定通态平均电流ITa,并应根据电流波形的变化进行相应换算,还应有1.5~2倍的余量及过电流保护措施。
(5)关于门极触发电压和电流的考虑。晶闸管实际触发电压和电流应大于晶闸管参数UGT和IGT,以保证晶闸管可靠地被触发,但也不能超过允许的极限值。
双向晶闸管就其功能来说,双向晶闸管可以被认为是一对反并联连接的单向普通晶闸管。它和单向晶闸管的区别是:第一,它在触发之后是双向导通的;第二,在门极中所加的触发信号不管是正的还是负的都可以使双向晶闸管导通。
功率场效应管(MOSFET)是20世纪70年代中期发展起来的新型半导体电力电子器件。同双极型晶体管相比,功率MOSFET具有开关速度快、损耗低、驱动电流小、无二次击穿现象等优点。目前功率MOSFET越来越受到人们的重视,广泛应用于高频电源变换、电机调速、高频感应加热等领域。
1.功率MOSFET的基本特点
(1)开关速度高。功率MOSFET是一种单极型导电器件,无固有存储时间,其开关速度仅取决于极间寄生电容,故开关时间很短(小于50~100ns),因而具有更高的工作频率(100kHz以上)。
(2)驱动功率小。功率MOSFET是一种电压型控制器件,既通、断均由栅源电压控制。由于栅极与器件主体是电隔离的,故功率增益高,所需的驱动功率极小,驱动电路简单。
(3)安全工作区域宽。功率MOSFET无二次击穿现象,因此功率MOSFET较同功率等级的GTR安全工作区宽,更稳定耐用。
(4)过载能力强。短时过载电流一般为额定值的4倍。
(5)抗干扰能力强。功率MOSFET的开启电压一般为2~6V。
(6)并联容易。功率MOSFET的通态电阻具有正温度系数(即通态电阻值随结温升高而增加),因而在多管并联时易于均流。
2.功率MOSFET的主要参数
(1)漏极额定电流ID。指漏极允许连续通过的最大电流,在选择器件时要考虑充分的余量,以防止器件在温度升高时漏极额定电流降低而损坏器件。
(2)通态电阻RDS(ON)。它是功率MOSFET导通时漏源电压与漏极电流的比值。通态电阻越大耗散功率越大,越容易损坏器件。通态电阻与栅源电压有关,随着栅源电压的升高通态电阻值将减少。这样似乎栅源电压越高越好,但过高的栅源电压会延缓MOSFET的开通和关断时间,故一般选择栅源电压为12V。
(3)阀值电压UGS(th)。指漏极流过一个特定量的电流所需的最小栅源控制电压。有人认为阀值电压UGS(th)小一点好,这样功率MOSFET可以用CMOS或TTL等低电压电路驱动。但是太小的阀值电压抗干扰能力差,驱动信号的噪声干扰会引起MOSFET的误导通,影响它的正常工作。
(4)漏源击穿电压U(BR)DSS。漏源击穿电压U(BR)DSS是在UGS=0时漏极和源极所能承受的最大电压。功率MOSFET在工作时绝对不能超过这个电压。
(5)最大耗散功率PD。它表示器件所能承受的最大发热功率。一般手册中给出的是TC=25℃时的最大耗散功率。
(6)开关时间。td(ON)为开通延时时间,tr为开通上升时间,td(OFF)为关断延时时间,tf为下降时间。其中tON=td(ON)+tr称开通时间,tOFF=td(OFF)+tf称关断时间。这些都是表示MOSFET开关速度的参数,对功率开关器件来说是非常重要的。

四、模拟集成电路及其应用
1.集成运算放大器
它是一种高放大倍数的直接耦合放大器。在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络,可实现不同用途的电路,例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算(加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等)、信号的处理(滤波、调制)以及波形的产生和变换。集成运算放大器的种类非常多,可适用于不同的场合。
集成运算放大器可分为如下几类。
1.通用型运算放大器
通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。例mA741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2.高阻型运算放大器
这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>(109~1012)W,IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3.低温漂型运算放大器
在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器
在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、mA715等,其SR=50~70V/ms,BWG>20MHz。
5.低功耗型运算放大器
电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250mA。目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节电池供电。
6.高压大功率型运算放大器
运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V,mA791集成运放的输出电流可达1A。
7.集成运算放大器的使用要点
1).集成运放的电源供给方式
集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。
(1)对称双电源供电方式
运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端(地)的正电源(+E)与负电源(-E)分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。
(2)单电源供电方式
单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位.

2).集成运放的调零问题
由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响,当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时,输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。常用的调零方法有内部调零和外部调零,而对于没有内部调零端子的集成运放,要采用外部调零方法。

3).集成运放的自激振荡问题
运算放大器是一个高放大倍数的多级放大器,在接成深度负反馈条件下,很容易产生自激振荡。为使放大器能稳定的工作,就需外加一定的频率补偿网络,以消除自激振荡。另外,防止通过电源内阻造成低频振荡或高频振荡的措施是在集成运放的正、负供电电源的输入端对地一定要分别加入一电解电容(10mF)和一高频滤波电容(0.01mF~0.1mF)。




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