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1.按使用的制造工艺分类
根据使用的制造工艺,可将运算放大器分为两类:CMOS型和双极型。由于CMOS运算放大器为压控器件,这类运算放大器以低直流输入偏置电流(II)运行,因此功耗很低。然而,由于典型CMOS工艺的耐压低的限制,CMOS运算放大器通常用于5V或以下的电压应用。相反,相较于CMOS工艺,双极型工艺能承受更高的电压。东芝的单电源和双电源双极型运算放大器可分别用于12V和±18V的供电电压。
此外,双极型运算放大器在1/f噪声方面优于CMOS运算放大器。这种噪声的主要原因是硅的结晶无序,其在晶圆表面大量存在。因此,与结界面靠近器件表面的MOS晶体管相比,结界面位于器件内部深处的双极晶体管产生的噪声减少了1/f。但近年来由于CMOS工艺的持续改进,低噪声CMOS运算放大器现已问世。因此,现今大多数应用均使用CMOS运算放大器。
2.按电源类型分类
运算放大器分为两类:单电源型和双电源型。对于单电源运算放大器,VCC相对于GND为正。对于双电源运算放大器,相对于GND,VCC为正,VEE为负。只要最小和最大供电电压之间的电压差不超过绝对最大额定值表中显示的差分输入电压范围,即使是单电源运算放大器也可与双电源一起使用。(这种情况下,应注意电源噪声,因为运算放大器中的每个电源都均无对应的GND。)
然而,典型运算放大器的供电电压范围通常朝GND(负)端偏移,从而减小了允许的正电源供电电压的范围。例如,下面列出了TC75S51FU的一些电气特性。规定的共模输入电压(CMVIN)为0至2.5V。CMVIN是TC75S51FU使用单电源运行时允许的输入电压范围。例如,假设该运算放大器由±1.5V双电源供电。共模输入电压可重新调整为-1.5V至+1.0V。这种情况下,当输入电压介于VCC至0.5V之间时,由于增益衰减等原因,TC75S51FU可能无法提供正常输出。
3.按输入电路分类
下面显示了不同类型的运算放大器输入电路。典型运算放大器的差分输入由一对P沟道MOSFET或一对N沟道MOSFET组成,而轨对轨运算放大器的差分输入由一对P沟道MOSFET和一对N沟道MOSFET组成。(然而,实际上很少有运算放大器具有由N沟道MOSFET组成的差分输入。)当输入电压低于VDD的几分之一伏时,配有P沟道输入MOSFET的运算放大器不会提供正常输出。同样,当输入电压高于GND的几分之一伏时,配有N沟道输入MOSFET的运算放大器不会提供正常输出。轨对轨运算放大器结合了这两种运算放大器的优点,可在VDD至GND的整个输入范围内提供正常输出。
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