集成运算放大器(以后简称集成运放)是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。它的类型很多,电路也不一样,但结构具有共同之处,下图所示为集成运放的内部电路组成框图。
图中输入级一般是由 BJT、JFET 或 MOSFET 组成的差动放大电路,利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能,它的两个输人端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
运算放大器用差分放大器作输入级,运放的特性使它们在电子线路中很有用。运放有如下的特性:
1. 抑制共模信号:有利于降低交流哼声和噪声。
2. 高输入阻抗:容易与高阻抗信号源配合使用。
3. 高增益:运放有很高的增益,使用时增益常常通过负反馈减少。
4. 输出阻抗低:能向一个低阻抗的负载输出大的信号电流。
单级放大器不可能具备以上全部优良的性能。实际上运算放大器是几级放大器的结合。如下图所示,多级电路中的第一级是差分放大器。差分放大器有高共模抑制比和高输入阻抗。有些运算放大器为了得到更高的输入阻抗在第一级用了场效应管。具有 BJT 和 FET 两种器件结合的运算放大器称之为 BIFET 运算放大器。
下图的第二级也是差分放大器,使第一级以差动方式输出,得到最好的共模抑制性能和差动电压增益。
图中的第三级是共集电极电路,或射极跟随器,这种组态输出阻抗低。注意输出是信号的终端,可以不用差动输出,而用单端输出。在很多电子学的应用中只要求单端输出。
图中注明,一个输入端是同相输入端,另一个输入端是反相输入端。同相输入端指由该端输入信号与输出端同相。反相输入端指输入信号与输出端信号相差 180°。