国产集成运算放大器的类别及互换法

目前国产集成运算放大器发展很快，使用越来越普遍。由于研制初期国内对集成运放电路没有统一的部颁标准，各研制单位和厂家均按自己的标准生产，因而造成集成运放的型号及品种多样化。1979年原四机部（现电子工业部）曾颁布了F000系列标准，给集成运放的生产、使用和推广带来了很大好处。但由于历史原因，不少厂家标准的产品仍在继续生产，所以给使用带来了困难，、特别是使广大无线电业余爱好者非常头痛。为了方便读者使用，本文介绍一下国产集成运放的类别及相互之间的代换方法。

根据部颁标准，国产集成运放电路按其电参数、特点及使用场合，分为通用型和特殊型两大类。通用型是最基本、最普遍的集成运放，它适用于没有特殊要求的各种线性放大电路中。按性能指标，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三型。Ⅰ型是早期产品，性能指标较低；Ⅱ型较Ⅰ型高些，基本上是中增益型的放大器；Ⅲ型又比Ⅱ型的各项指标都高一些，是高增益型放大器，也是最通用的放大器。在一般业余制作活动中均可采用通用型集成运放电路。表1给出了部标Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型通用运放电路的主要电参数，供参考。

特殊型运放电路根据其特点又分为：①低功耗型：其特点是功耗低，在电源电压为±15V时，P\(_{D}\)的典型植小于6mW，其它几项电参数相当于通用Ⅲ型的指标，可用于航天、航空、便携式仪器仪表等要求电源功耗小的场合。②高精度型：其特点是输入失调电压、输入失调电流及温漂小，增益及共模抑制比高，其典型参数为：VIO≤2mV时，温漂aV\(_{IO}\)≤2μV／℃；IIO≤0.1μA时，其温漂aI\(_{IO}\)≤0.2μA／℃，AVD≥120dB，CMRR≥110dB，其它电参数相当于通用Ⅲ型指标。这种运放电路可用于数据放大器、高精度积分器等场合。③高阻抗型：其特点是一般均以场效应管作为输入级的差分对管，偏置电流小，输入阻抗高，但失调电压较大。其典型参数为：V\(_{IO}\)≤20mV，IIB≤1nA，输入阻抗R\(_{id}\)≥10\(^{1}\)0Ω，转换速率较高。其它电参数相当于通用Ⅱ型的指标。该电路常用于微电流放大及阻抗变换等电路中。④高速型：其特点是转换速率高，建立时间快，频带较宽，但失调电压及静态功耗稍大。其典型参数为：转换速率SR≥60V／μs，PD≤200mW，V\(_{IO}\)≤10mV，其它电参数相当于通用Ⅱ型指标。常用于A／D、D/A转换，电压比较器，高频放大器等电路中。⑤高压型：其特点是有高的电源工作电压，高的输出电压等。其典型参数为：最大工作电源电压VCEM=±28V，V\(_{OPP}\)≥25V，其它电参数相当于通用Ⅲ型的指标。可用于高压稳压电源、高压随动系统及高保真扩音机中。

由上述分析可以看出，这些特殊型集成运放电路除代表各自特征的参数很高外，其它几项电参数指标均类似于通用Ⅱ型或Ⅲ型。因此一般说来在使用通用型集成运放的电路（如扩音机放大电路）中也完全可以用特殊型的来代替。至于哪些集成运放电路是通用型的，哪些是特殊型的，可参见本刊1983年第3期封三内容。

目前国内生产集成运放电路的型号虽然比较混乱，但由于集成运放都是按表1所列参数进行设计的，它们的功能是相似的，只是电参数指标高低有些不同，因此我们说，在电路中只要能满足该电路的参数要求，好多型号都可以互代使用，或只改动一点电路即可。在具体运用时，特别是对于一些业余爱好者来说，不一定熟悉所用电路对运放电路有些什么要求。怎么办呢？可按下述原则来考虑：①同指标的运放电路可以互换。例如都是通用Ⅱ型的运放电路，相互之间可以互换；都是通用Ⅲ型的运放电路，相互之间可以互换，等等。②高指标的可以代替低指标的，例如通用Ⅲ型的可以代替通用Ⅱ型和通用Ⅰ型的，通用Ⅱ型的可以代替通用Ⅰ型的。③特殊型的一般可以代替通用型的。比如高速型的可以代替通用Ⅱ型的，低功耗的可以代替通用Ⅲ型的。应注意的是，低指标的一般不能代替高指标的，通用型的不能代替特殊的。但如果低指标的能满足自己电路的电参数要求，也可以代替高指标的。

为了使读者能更好地掌握代用经验，下面举两个例子来说明：如本刊1981年第9期登的《用集成运放电路安装的稳压电源》一文中，集成电路采用的是上海元件五厂生产的5G26（现已按部标改为F012）。这是一种通用型高增益低功耗放大电路，根据上面提到的原则，同类型的低功耗的集成运放F010、F011、F013等均可代换使用，另外由于在该电路中，集成运放电路的功耗对电路指标几乎没有影响，因此通用Ⅲ型的集成运放均可用来代换使用。如果用通用Ⅱ型代换是否可以呢？这要看具体情况。Ⅱ型运放电路的开环放大倍数比5G26低，因此在这一个例子中代用后，稳压电源的电压稳定性、负载能力等会稍有下降，但由于完全能满足一般稳压电源的要求，所以此处也可以用Ⅱ型运放电路代替5G26。又如本刊1981年第6期刊登的《用集成运算放大电路块装置的万用电表》一文，万用表电路中采用上海无线电七厂生产的FC54集成块（现已按部标改为F010），也是一种低功耗运放。由于万用表使用干电池供电。而且电池的容量有限，为了省电，最好不要用通用型的运放电路去代替FC54，而应该用低功耗的F010～F013等运放电路 代换。又如在用集成运算放大器制作扩音机时，一般来说，通用Ⅱ型、Ⅲ型的运放块都可以使用并可相互代换。但在要求较高的高保真扩音机中，为了获得高音质，对作为推动级的集成运放电路的频响特性有较高的要求，因此集成运放块最好采用速度较高的，例如用高速型或高阻型的（因高阻型运放电路速度也较高）。如果采用通用型的，最好选用频带较宽的，如8FC3、FC52、FC3、F008等。F006、F007频带较窄，最好不用。

上面我们只谈及了集成运放电路相互代换时的原则和一般方法，实际代换时，由于各种型号的运放电路在封装形式、管脚排列及接线方法上有差异，还会遇到如下几个具体问题：

1.应知道互换的集成运放电路的典型接线图：我们知道，集成运放电路必须按其典型接线图接线才能正常工作，不同的集成运放电路，其典型接线图也是不一样的，如果使用时将管脚或其它一些外围元件接错了，集成运放电路将会被损坏或工作不正常。目前国内各生产厂家基本上都按部标F000系列生产，本刊1983年第3期封三中给出了部分部标集成运放电路的典型接线图，可供参考。不论是哪一厂家的产品，只要是F000系列的，均可按此接线图接线。除了部标F000系列产品外，目前还有一些单位继续生产厂标产品，常见的有FC3、8FC2I、8FC3、BG305等，它们的典型接线图如图1。

2．掌握集成运放电路的封装形式、外引线排列及主要引出端的排列规则：目前国产集成运放电路有两种封装法：一种是全金属圆壳封装，一种是双列直插式封装，外引线一般分8条、10条、12条三种，其封装形式、外引线排列及管脚顺序见图2。不论哪种集成运放电路，也不论其有多少条引出端，其主要引出端基本上有五根，即同相输入端、反相输入端、输出端、正电源端、负电源端。其余的几条引出端为调零端、消振补偿端等。一般说来，只要上述的五个主要引出端接线正确，集成运放块就不至于损坏。部标F000系列集成运放块的五个主要引出端在排列上是有一定的规则的，其排列规则见表2。

3．是否需要外接偏置电阻？国产集成运放电路大多数不需要外接偏置电阻，但也有一些个别的运放电路将偏置电路放在外面，例如图1中的R\(_{B}\)即为外接偏置电阻，此电阻可取100KΩ～510KΩ，业余品运放块此值可取小些。需外接偏置电阻的运放电路，常见的有BG305、XFC—77、F010、F012、F032等。

4．调零端的接法：国产集成运放电路除F011等个别型号外，大多数都外设有调零端。不同的集成运放电路，调零方式和管脚排列方式也不一样，互换时必须根据典型接线图进行接线、调零。有不少电路，如稳压电源电路和一般扩音机电路中，往往不需要调零，但调零端的外引线必须妥善处理。对于大多数集成运放电路来说，不需调零时，调零端引线可以空着，不接线。但也有一部运放电路，由于内部电路中引出调零的地方是空悬着的，因此使用时如不需调零需将调零引出线短接。比如，图1中8FC3的调零引出端10、11、12三个脚应短接起来，FC3调零端9、10、11三脚也应短接起来。类似的运放电路主要还有F001、F003及XFC—77等。

5．消振补偿电路的接法：国产集成运放电路，除F007等个别内补偿型不需外接补偿电路外，其余的运放电路工作时都必需在外部接补偿电路，才能消除放大器的自激振荡，使放大器正常工作。在进行运放块互换时，必须根据换上去的运放块的接线图重新进行补偿。由于补偿参数与运放电路的闭环增益有关，闭环增益大时，补偿电容应取小些（在电阻、电容串接的补偿网络中，也可将电阻值取大些）。另外，由于集成运放本身的参数具有离散性，因此在进行补偿时，补偿电容的数值在保证工作稳定的前提下，尽量取小一些，以便使集成运放获得较宽的频带。

由于集成运放电路管脚较多，焊接时很容易看花了眼，接错管脚，因此焊接前、焊完以后都应仔细查对，以免损坏运放电路。不用的管脚可以剪去或用套管分别套好，弯折到一边，而不要和其它管脚或旁边的元件相碰。(鲁令年)