前面已经讲过，集成电路按功能进行分类，有数字集成电路和模拟集成电路两大类。模拟集成电路主要指的是线性集成电路，线性集成电路有两种基本形式，一种是多用途器件一通用型集成运算放大器，另一种是专用器件一在专用设备中提供多种功能的集成电路，如电视机、收录机等中的中放、功放电路等。线性集成电路的外形主要有圆型金属壳封装和双列直插式两种。
运算放大器的发展简史
运算放大器，顾名思义，是用作数学运算的放大器。早先，它是为执行加法、减法、乘法等数学运算而设计的，随着器件制作水平的不断提高，其应用也就越来越广。四十年代的运算放大器是由电子管组成的，晶体管诞生后，到五十年代后期，就广泛采用了晶体管。直到1964年，才出现第一块半导体集成电路运算放大器，型号是μA702（相当于国产F001、8FC1、BG301、FC1等），这是将9个NPN管和11个电阻集成在一小块硅片上而制成的。一年后研制成功的μA709（相当于国产F003、FC3、8FC2、5G23等），由于电路内同时采用NPN和PNP管，性能大有提高，已经具备了可以满足中等精度要求的技术指标。如果把μA702看作是集成运放的先驱，那末μA709就是技术发展上的第一代产品。后来又出现了μA741,被认为是第二代通用型集成运算放大器的代表作，也是目前广泛应用的产品，国产相当的是F006、FC4、5G24、XFC77、BG305等。1969年，由于工艺上的突破，制成了β=1000～5000的超β管，使运放输入特性有了大幅度提高，其代表产品是MC1556（国产相当的是XFC78等），这一类集成运放被认为是通用型第三代产品。自此之后，通用型集成运放的制造技术已较完善，各种特殊要求的运放开始迅速发展，如低漂移型、低功耗型、高输入阻抗型、高速型等等。
集成运放的基本结构
集成运放是一种高增益、高输入阻抗的直接耦会放大器，通常由输入级、中间放大级和输出级等三个基本部分所构成。其典型电路如图1。输入级是采用恒流源的差动放大器，有两个输入端：一个叫同相输入端，信号若从这一端输入，在输出端可得到与输入端极性相同的信号；另一个叫反相输入端，信号若从这一端输入，在输出端得到反相信号。信号可根据需要从某一端输入，也可同时从两个端子作差动输入。
中间级除了起放大作用外，还必须完成直流电平位移，使运放输入为零时、输出电平亦为零。因为在集成运放中，放大级之间都采用直接耦合方式，而直接耦合放大器中，后级的基极输入直流电子就是前级集电极输出直流电平。因NPN管的集电极电位总比基极电位高，经过逐级递增的结果，输出直流电平不断升高，就不能满足在零输入时对应的输出电平为零的要求。为解决这一问题，通常采用在级间插入PNP管来实现直流电平位移。
输出级一般是由NPN管和PNP管组成互补推挽电路，以减小输出信号失真并提高负载能力。
运算放大器的符号如图2，反相输入端用“－”号表示，同相输入端用“＋”号表示，三角形顶端是输出端。集成运放还有正、负电源供电端、外接补偿电路端、调零端等。不同的运放，引出端编号也不同，使用时应查对产品说明书。
集成运放的主要技术指标
集成运放在使用时，根据功能要求，应外接一定的反馈、补偿电路，构成闭合环路。这些外接电路有用电阻、电容组成的，也有用二极管或晶体管组成的。如果把各种应用方式都考虑进去，集成运放就会有上千条技术指标。在一般手册中只给出运放本身的技术指标，即不考虑外接电路的运放技术特性，这叫做开环特性，约有20多项指标，其中主要的有下列几项。
1．开环电压增益K\(_{0}\)。开环电压增益K0是指运效输出电压与输入差动电压之比，即
K\(_{o}\)＝V0V\(_{i}\)+-Vi-
（V\(_{i}\)+为同相端输入电压，Vi-为反相端输入电压）。这是反映电路放大能力的一个重要参数，当然K\(_{0}\)越大越好。目前国产运放的K0为70～120dB。K\(_{0}\)与频率的关系也同其它放大器一样，随频率升高而降低，如图3。
2.输入失调电压V\(_{Io}\)。前已述及，一个集成运放理应在零输入时零输出，但实际做不到，由于电路制造上很难保证内部结构完全对称，因而零输入时并非零输出。为了得到零输出，必须在输入端加一个很小的补偿电压VIo，见图4，以抵消内部电路的不对称。V\(_{Io}\)就叫做输入失调电压，其大小说明了集成运放对称性的好坏。例如，若VIO=1mV，在实际应用时当输入端仅加1mV信号电压就不会有输出，只有当输入信号电压大于1mV（即大于V\(_{IO}\)），才会有输出。
3．输入偏置电流I\(_{IB}\)和输入失调电流IIO。集成运放工作时，两输入端有输入电流I\(_{1}\)、I2，见图5。若运放输入级用的是晶体管，I\(_{1}\)、I2 就是基极电流；若运放输入级用的是场效应管，I\(_{1}\)、I2就是栅极电流。当输入级完全对称时，I\(_{1}\)=I2，即I\(_{1}\)－I2=O，这时输出电压V\(_{0}\)=0,我们将输入电流平均值IIB=\(\frac{I}{_{1}}\)+I22称为输入偏置电流，一般为几百毫微安。但实际上输入级不可能完全对称，I\(_{1}\)≠I2，两者之差为I\(_{IO}\)=I1－I\(_{2}\)（或IIO=I\(_{2}\)-I1），I\(_{IO}\)叫做输入失调电流，一般亦为几百毫微安。选用运放时，总希望IIB和I\(_{IO}\)越小越好，IIB小说明运放工作时对前组输出端的影响小，I\(_{IO}\)小说明输入级对称性好，工作稳定性高。
4．温度漂移和电源电压灵敏度。输入失调电压V\(_{IO}\)和失调电流II都随环境温度和电源电压而变，两者随温度的变化叫做温度漂移．随电源电压的变化叫做电源电压灵敏度。
当环境温度由T\(_{1}\)升到T2，即温升△T=T\(_{2}\)-T1时，使失调电压从V\(_{IO1}\)增大到VIO2，失调电流从I\(_{IO1}\)增至IIO2，变化值△V\(_{IO}\)=VIO2-V\(_{IO1}\)、△IIO=I\(_{IO2}\)-IIO1，比值△V\(_{IO}\)／△T就叫失调电压温漂，一般为几μV／℃，△IIO／△T叫失调电流温漂，一般很小，手册中往往不予给出。
由于集成运放采用正、负电源供电，故手册中给出的电源电压灵敏度亦分别以正、负电源电压灵敏度给出。正电源电压灵敏度（＋SVR）是在负电源电压不变时，△V\(_{IO}\)与正电源电压变化△V+之比。负电源电压灵敏度-SVR是在正电源电压不变时，△V\(_{IO}\)与负电源电压变化△V-之比。电源电压灵敏度一般为数+μV／V。若集成运放的电源电压灵敏度很高，说明其整个性能受到电源电压的影响大。为此，集成运放要求供电电压的稳定性要好些，以保证输入信号很小时运放也能正常工作。
5．共模抑制比CMRR。按图6所示在集成运放两输入端加上相同电压，两端所加的电压大小相等、极性相同，故叫做其模输入电压（若两信号电压大小相等、极性相反时，叫差模电压）。理想情况下，两端所加共模电压应被同样放大，而极性又正相反，故输出电压V\(_{o}\)= 0。但实际上放大电路本身并非完全对称，使输出不等于零，这个输出电压就叫共模输出电压Voc。其值越大，表示不对称性越严重，或者说是对共模信号抑制差。为此，将共模输出、输入电压之比K\(_{oc}\)= Voc／V\(_{ic}\)叫做共模增益,其值越小越好；而将开环增益Ko与K\(_{oc}\)之比叫共模抑制比，符号为CMRR= Ko/K\(_{oc}\)。CMRR越大，说明运放受共模干扰信号的影响越小。由于电路参数随频率升高要变坏，故共模抑制比亦随工作频率升高而降低。
6．共模输入电压V\(_{CM}\)。这是指集成运放能保持正常工作所加的最大共模输入电压，超过此值，运放的共模抑制比将显著下降，就不能维持正常工作。VCM值的大小，表示了集成运放所能承受共模干扰信号能力的大小，一般运放的V\(_{CM}\)正负峰值相等，但早期初级产品不一定，应查对手册规定。
7.输入阻抗R\(_{ID}\)和输出阻抗ROS。当一个输入端接地时，从集成运放的信号源向输入端看进去的放大器阻抗，称为输入阻抗R\(_{ID}\)；而输出阻抗ROS就是从集成运放的输出端向里看过去的阻抗，如图7。这两个参数都随环境温度和频率而变，故手册中给出时应注明测试时的温度（一般为25℃）和频率。选用时，当然要R\(_{ID}\)越大越好，ROS越小越好。
8．最大输出电压V\(_{opp}\)和静态功耗PD。集成运放输出电压的最大摆动幅值叫最大输出电压V\(_{opp}\)，它与供电电压有关，因而手册中给出此值时，应注明额定供电电压值，例如国产通用III型运放，在供电电压为±15V时，Vopp为±12V。在相同供电电压情况下，V\(_{opp}\)越大越好。
静态功耗P\(_{D}\)是不接负载且无输入信号时，集成运放所消耗的正、负电源总功率。国产通用型运放的PD为几十到几百毫瓦，低功耗型运放P\(_{D}\)只有几个毫瓦。
9．频率带宽f\(_{BW}\)和单位增益带宽fC。当工作频率升高时，集成运放的增益亦要下降，见图3。当开环增益下降到直流增益的0.707倍（即下降3dB），所对应的频率f\(_{BW}\)叫运放的开环频率带宽。而当开环增益下降到0dB时的频率fC，叫做单位增益带宽，它与晶体管参数,f\(_{T}\)相仿。
上述集成运放参数在产品手册中都可查到。通过上述参数介绍 我们可以看出:一块好的集成运放，开环增益和输入阻抗要高，输出阻抗和输入失调电压要 共模抑制比和输出电压要大，静态功耗要小，开环带宽要宽。（金国钧 编译）