icl7650斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器的原理能對信號進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的放大電路。它曾是模擬計算機(jī)的基礎(chǔ)部件，因而得名。采用集成電路工藝制做的運(yùn)算放大器，除保持了原有的很高的增益和輸入阻抗的特點(diǎn)之外，還具有精巧、廉價和可靈活使用等優(yōu)點(diǎn)，因而在有源濾波器、開關(guān)電容電路、數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、直流信號放大、波形的產(chǎn)生和變換，以及信號處理等方面得到十分廣泛的應(yīng)用。
直流放大電路在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，特別是在一些測量儀器和自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。如在一些自動控制系統(tǒng)中，首先要把被控制的非電量（如溫度、轉(zhuǎn)速、壓力、流量、照度等）用傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，再與給定量比較，得到一個微弱的偏差信號。因為這個微弱的偏差信號的幅度和功率均不足以推動顯示或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以需要把這個偏差信號放大到需要的程度，再去推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或送到儀表中去顯示，從而達(dá)到自動控制和測量的目的。因為被放大的信號多數(shù)變化比較緩慢的直流信號，分析交流信號放大的放大器由于存在電容器這樣的元件，不能有效地耦合這樣的信號，所以也就不能實現(xiàn)對這樣信號的放大。能夠有效地放大緩慢變化的直流信號的最常用的器件是運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器最早被發(fā)明作為模擬信號的運(yùn)算（實現(xiàn)加減乘除比例微分積分等）單元，是模擬電子計算機(jī)的基本組成部件，由真空電子管組成。所用的運(yùn)算放大器，是把多個晶體管組成的直接耦合的具有高放大倍數(shù)的電路，集成在一塊微小的硅片上。
第一塊集成運(yùn)放電路是美國仙童（fairchild）公司發(fā)明的μA741，在60年代后期廣泛流行。直到今天μA741仍然是各大學(xué)電子工程系中講解運(yùn)放原理的典型教材。
運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)有三種主要形式。一是單端輸入、單端輸出，斬波穩(wěn)定式直流放大器等采取這種形式。二是差分輸入、單端輸出，大多數(shù)集成運(yùn)算放大器采取這種形式。三是差分輸入、差分輸出，直流放大器和部分集成放大器采取這種形式。
頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器是多級放大電路，通常在較高的頻率上仍具有大于1的增益，而內(nèi)部電路產(chǎn)生的附加相移卻已達(dá)到或超過180°。因而，在反饋運(yùn)用條件下會產(chǎn)生自激振蕩。采用頻率補(bǔ)償，即采用附加電容、附加電阻等元件可減小相移，使放大器穩(wěn)定。最常用的補(bǔ)償方法是單極點(diǎn)補(bǔ)償。它是在高增益中間放大級加反饋電容。頻率補(bǔ)償所用的電容應(yīng)滿足下述條件：
Cf≥gm/2πfu (1)
式中g(shù)m是差動輸入級的跨導(dǎo)，fu是放大器的穩(wěn)定單位增益頻帶寬度。對于通用型運(yùn)算放大器來說，fu約為1兆赫，gm通常設(shè)計得很小，例如200微歐，補(bǔ)償電容只需要數(shù)十皮法，它可以和放大器制做在同一芯片上。
大信號響應(yīng)
在大的輸入信號脈沖驅(qū)動下，運(yùn)算放大器的輸出電壓隨時間變化的最大速率稱為電壓擺率，通常用符號SR表示。因為差動輸入級被驅(qū)動到飽和狀態(tài)時，它提供給補(bǔ)償電容的充電電流與允許的放電電流不能超過輸入級偏置電流I
，因此
SR＝I/Cf (2)
大多數(shù)運(yùn)算放大器的電壓擺率在1伏／微秒以下，然而在某些改進(jìn)的設(shè)計中電壓擺率已達(dá)到100伏／微秒以上。
理想運(yùn)算放大器 開環(huán)增益
A和輸入阻抗
Ri均趨近于無窮大、輸出阻抗
Ro趨近于零的運(yùn)算放大器。這是用于電路分析的一種概念。采用理想運(yùn)算放大器這一概念可以使電路分析簡化。例如，在含有運(yùn)算放大器的圖1a電路中，假定差分輸入端的電壓為
uε，放大后的輸出電壓由負(fù)反饋電阻
Rf反饋回輸入端。若放大器的增益為無窮大，則必定迫使相消后的輸入電壓
uε為零。這個物理現(xiàn)象通常稱為虛短路特性。因此，對于含有理想運(yùn)算放大器的電路，可以假定差分輸入端的電壓和電流均為零，輸入阻抗力無窮大。因為實際的運(yùn)算放大器，其直流增益通常在10倍以上，差分輸入電阻為兆歐量級。因此，利用理想運(yùn)算放大器作為近似條件，對于低頻率電路（如模擬運(yùn)算器）的分析來說其結(jié)果與實際情況基本符合。
運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器常被用來實現(xiàn)電信號的反相放大、同相放大和差分輸入／輸出放大。引入反饋很容易控制其放大倍數(shù)。對于圖1的反相放大器電路，利用虛短路特性可以寫出
i1=
ui/
Rs，
if＝-
u0/
Rf。由于放大器輸入電流為零，故
i1＝
if，于是可求得電壓增益
K＝
u0/
ui＝-
Rf/
Rs (3)
這表明放大器增益只決定于電阻
Rf/
Rs的比值。
圖2a中同相放大器電路的電壓增益為
K＝
u0/
ui＝1+
Ri/
R2 (4)
圖2b是圖2a在R1=0時的情況。這時R2是多余的，整個放大器變成一個跟隨器，其電壓增益K＝1。
運(yùn)算放大器在模擬計算機(jī)中，相加和積分是兩種基本運(yùn)算。它們都能用運(yùn)算放大器電路來實現(xiàn)。
① 模擬加法器:圖3是模擬加法器的電路。利用理想運(yùn)算放大器的近似條件可得到
(5)
若取
R1＝
R2＝…＝
Rn＝
Rf，就可得到簡單的求和關(guān)系式
u0＝-(u1+u2+…+un) (6)
② 模擬積分器:圖4是模擬積分器電路。假定電容器
Cf上起始電壓是零，由虛短路特性可知，
i1＝
ui/
R1＝
if。又
u0＝-
uc＝-1/
Cf
ifd
t。于是
u0＝-1/
R1Cfuid
t (7)
若Cf起始電壓不為零，式(5)還要附加一個起始電壓。
實際的運(yùn)算放大器 在許多應(yīng)用中，理想運(yùn)算放大器的近似分析常常不夠精確。實際運(yùn)算放大器的增益是有限值，而且隨頻率的升高而降低；其輸入阻抗不是無窮大，輸出阻抗也不等于零。這些都會引起模擬運(yùn)算誤差并限制運(yùn)算放大器的使用頻率。作為直流放大單元，運(yùn)算放大器的零點(diǎn)漂移、輸出動態(tài)范圍、差分輸入的失調(diào)電壓、失調(diào)電流和共模抑制比，以及輸出電壓的最大變化率等技術(shù)指標(biāo)，都會影響運(yùn)用效果。這些因素在實際應(yīng)用中須加以考慮。
icl7650斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器的原理按照集成運(yùn)算放大器的參數(shù)來分，集成運(yùn)算放大器可分為如下幾類。
1．通用型運(yùn)算放大器
通用型運(yùn)算放大器就是以通用為目的而設(shè)計的。這類器件的主要特點(diǎn)是價格低廉、產(chǎn)品量大面廣，其性能指標(biāo)能適合于一般性使用。例μA741（單運(yùn)放）、LM358（雙運(yùn)放）、LM324（四運(yùn)放）及以場效應(yīng)管為輸入級的LF356都屬于此種。它們是應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。
2．高阻型運(yùn)算放大器
這類集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，一般rid＞1GΩ~1TΩ，IB為幾皮安到幾十皮安。實現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點(diǎn)，用場效應(yīng)管組成運(yùn)算放大器的差分輸入級。用FET作輸入級，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，但輸入失調(diào)電壓較大。常見的集成器件有LF355、LF347（四運(yùn)放）及更高輸入阻抗的CA3130、CA3140等。
3．低溫漂型運(yùn)算放大器
在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中，總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。低溫漂型運(yùn)算放大器就是為此而設(shè)計的。常用的高精度、低溫漂運(yùn)算放大器有OP07、OP27、AD508及由MOSFET組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型運(yùn)算放大器
在快速A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、視頻放大器中，要求集成運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR一定要高，單位增益帶寬BWG一定要足夠大，像通用型集成運(yùn)放是不能適合于高速應(yīng)用的場合的。高速型運(yùn)算放大器主要特點(diǎn)是具有高的轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)。常見的運(yùn)放有LM318、μA715等，其SR=50~70V/us，BWG＞20MHz。
5．低功耗型運(yùn)算放大器
由于電子電路集成化的最大優(yōu)點(diǎn)是能使復(fù)雜電路小型輕便，所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，必須使用低電源電壓供電、低功率消耗的運(yùn)算放大器相適用。常用的運(yùn)算放大器有TL-022C、TL-060C等，其工作電壓為±2V~±18V，消耗電流為50~250μA。有的產(chǎn)品功耗已達(dá)μW級，例如ICL7600的供電電源為1.5V，功耗為10mW，可采用單節(jié)電池供電。
6．高壓大功率型運(yùn)算放大器
運(yùn)算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運(yùn)算放大器中，輸出電壓的最大值一般僅幾十伏，輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流，集成運(yùn)放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。例如D41集成運(yùn)放的電源電壓可達(dá)±150V，μA791集成運(yùn)放的輸出電流可達(dá)1A。
icl7650斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器的原理1.共模輸入電阻(RINCM)該參數(shù)表示運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時，輸入共模電壓范圍與該范圍內(nèi)偏置電流的變化量之比。
2.直流共模抑制(CMRDC)該參數(shù)用于衡量運(yùn)算放大器對作用在兩個輸入端的相同直流信號的抑制能力。
3.交流共模抑制(CMRAC)CMRAC用于衡量運(yùn)算放大器對作用在兩個輸入端的相同交流信號的抑制能力，是差模開環(huán)增益除以共模開環(huán)增益的函數(shù)。
4.增益帶寬積(GBW)增益帶寬積AOL
