Operationsforstærker

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 14. marts 2020; checks kræver 9 redigeringer .

Operationsforstærker ( op - amp ; engelsk operationel forstærker, OpAmp ) er en DC - forstærker med en differentiel indgang og som regel en enkelt udgang med høj forstærkning . Op-amps bruges næsten altid i kredsløb med dyb negativ feedback , som på grund af den høje forstærkning af op-ampen fuldstændig bestemmer forstærkningen/overførslen af det resulterende kredsløb.

I øjeblikket er op-forstærkere meget brugt, både i form af separate chips og i form af funktionelle blokke som en del af mere komplekse integrerede kredsløb . En sådan popularitet skyldes det faktum, at op-amp er en universel enhed med egenskaber tæt på ideelle, på grundlag af hvilke mange forskellige elektroniske komponenter kan bygges .

Historie

Op-forstærkeren blev oprindeligt designet til at udføre matematiske operationer (deraf navnet) ved at bruge spænding som en analog værdi. Denne tilgang ligger til grund for analoge computere , hvor operationsforstærkere blev brugt til at modellere grundlæggende matematiske operationer ( addition , subtraktion , integration , differentiering osv.). Den ideelle op-forstærker er dog en multifunktionel kredsløbsløsning, den har mange anvendelser udover matematiske operationer. Ægte op-forstærkere baseret på transistorer , vakuumrør eller andre aktive komponenter , lavet i form af diskrete eller integrerede kredsløb , er en tilnærmelse til ideelle.

De første industrielle rørforstærkere ( 1940'erne ) blev lavet på et par dobbelttrioder , herunder i form af separate strukturelle samlinger i etuier med en oktal base . I 1963 designede Robert Widlar (en ingeniør hos Fairchild Semiconductor ) den første integrerede kredsløbsforstærker, den integrerede opforstærker. Denne op-amp blev til μA702. Til en pris på $300 blev enheden, som indeholdt 9 transistorer , kun brugt i militærelektronik. Den første offentligt tilgængelige integrerede op-forstærker, μA709, også designet af Widlar, blev udgivet i 1965 . Kort efter udgivelsen faldt prisen til under $10, hvilket stadig var for dyrt til hjemmebrug, men ganske overkommeligt til masseindustriel automatisering og andre civile applikationer.

I 1967 udgav National Semiconductor , hvor Widlar flyttede for at arbejde, den integrerede op-amp LM101, og i 1968 udgav Fairchild en op-amp, næsten identisk med μA741 - den første op-amp med indbygget frekvenskorrektion. LM101/μA741 op-forstærkeren var mere stabil og lettere at bruge end sine forgængere. Mange producenter producerer stadig versioner af denne klassiske chip (du kan genkende dem på tallet "741" i modelindekserne). Senere blev op-amps også udviklet på en anden elementbase - på felteffekttransistorer med en pn-junction (slutningen af 1970'erne) og med en isoleret gate (begyndelsen af 1980'erne), hvilket gjorde det muligt at forbedre en række karakteristika markant. Mange af de mere moderne op-ampere kan installeres i kredsløb designet til 741 uden ændringer, og kredsløbets ydeevne vil kun forbedres.

Brugen af op-forstærkere i elektronik er ekstremt bred. En op-forstærker er sandsynligvis det mest almindelige element i analoge kredsløb. Tilføjelsen af kun få eksterne komponenter gør op-ampen til et konkret analogt signalbehandlingskredsløb . Mange standard op-forstærkere koster kun et par cent i store mængder ( 1000 stykker ), men brugerdefinerede forstærkere (integrerede eller diskrete) kan koste $100 eller mere.

Notation

Figuren viser en skematisk fremstilling af en operationsforstærker. Konklusionerne har følgende betydning:

$V_{\mathrm {+} }$ - ikke-inverterende input;
V - - inverterende input;
V ud - udgang;
V S + - plus af strømkilden (kan også henvises til som , eller ); $V_{\mathrm {DD} }$ $V_{\mathrm {CC} }$ $V_{\mathrm {CC+} }$
V S− - minus strømforsyningen (kan også betegnes som , eller ). $V_{\mathrm {SS} }$ $V_{\mathrm {EE} }$ $V_{\mathrm {CC-} }$

Disse fem konklusioner er til stede i ethvert operativsystem og er nødvendige for dets drift. Der findes dog operationsforstærkere, som ikke har en ikke-inverterende indgang [1] . Sådanne op-forstærkere bruges især i analoge computere (ACM'er) .

De op-forstærkere, der bruges i AVM'er, er normalt opdelt i fem klasser, hvoraf op-amperne i første og anden klasse kun har én indgang.

Førsteklasses operationsforstærkere er højpræcisionsforstærkere (UHT) med en enkelt indgang. Designet til at fungere som en del af integratorer , addere , sporings- og lagerenheder. Høj forstærkning, ekstremt lave værdier af nul offset, indgangsstrøm og nul drift, høj hastighed reducerer fejlen introduceret af forstærkeren til under 0,01%.

Operationsforstærkere af anden klasse er mellempræcisionsforstærkere (MAP'er), der har en enkelt indgang, har en lavere forstærkning og store værdier af offset og nuldrift. Disse op-amps er beregnet til brug som en del af elektroniske enheder til indstilling af koefficienter, invertere, elektroniske kontakter, i funktionelle omformere, i multiplikationsenheder.

Derudover kan nogle operationsforstærkere have ekstra udgange, for eksempel til indstilling af hvilestrømmen, frekvenskorrektion, balancering eller andre funktioner.

Strømbenene ( V S+ og V S− ) kan mærkes forskelligt ( se strømben i integreret kredsløb ). Ofte tegnes strømben ikke på kredsløbet for ikke at fylde det med irrelevante detaljer, mens metoden til at forbinde disse ben ikke er eksplicit angivet eller betragtet som indlysende (dette sker især ofte, når man afbilder en forstærker fra et mikrokredsløb med fire forstærkere med almindelige strømben). Når du udpeger op-ampen på diagrammerne, kan du bytte de inverterende og ikke-inverterende inputs, hvis det er praktisk. Strømstifter er normalt altid placeret på én måde (positive øverst).

Fundamentals of operation

Mad

Generelt bruger op-ampen bipolær strøm , det vil sige, at strømforsyningen har tre udgange med følgende potentialer:

U + , hvortil V S+ er forbundet ;
0 (nulpotentiale);
U - som V S- er tilsluttet .

Den nulpotentiale strømforsyningsudgang er normalt ikke forbundet direkte til op-ampen, men er som regel en signaljord og bruges til at skabe feedback . Ofte bruges der i stedet for bipolær en enklere unipolar, og et fælles punkt skabes kunstigt eller kombineret med en negativ strømskinne.

Op-amps er i stand til at fungere i en lang række strømforsyningsspændinger, en typisk værdi for generelle op-ampere er fra ± 1,5 V [2] til ± 15 V med bipolar forsyning (det vil sige U + \u003d 1,5 ... 15 V, U - \u003d -15 ...-1,5 V, betydelig forvrængning er tilladt).

Den enkleste inklusion af en op-amp

Betragt driften af op-ampen som en separat differentialforstærker, det vil sige uden at inkludere nogen eksterne komponenter i betragtning. I dette tilfælde opfører op-forstærkeren sig som en konventionel forstærker med en differentiel input, det vil sige, op-forstærkerens opførsel er beskrevet som følger:

V_{\mathrm {out} }=(V_{+}-V_{-})\cdot G_{\mathrm {openloop} },

(en)

hvor

V ud - udgangsspænding;
V + - spænding ved den ikke-inverterende indgang;
V - spænding ved den inverterende indgang;
G openloop - open loop gain, altså op-ampens egen gain, uden feedback.

Alle spændinger betragtes i forhold til kredsløbets fælles punkt. Den overvejede metode til at tænde for operativsystemet (uden feedback) bruges praktisk talt ikke [3] på grund af dens iboende alvorlige ulemper:

den indre forstærkning er normaliseret over et meget bredt område og kan variere tusindvis af gange (det afhænger mest af alt af signalets frekvens og temperatur);
egen forstærkning er meget høj (typisk værdi 106 ved DC ) og kan ikke justeres;
referencepunktet for indgangs- og udgangsspændingerne kan ikke justeres.

Den ideelle operationsforstærker

For at overveje driften af en op-amp i en feedback-tilstand, er det først nødvendigt at introducere konceptet med en ideel operationsforstærker . Den ideelle op-amp er en fysisk abstraktion , det vil sige, at den ikke rigtig kan eksistere, men den kan imidlertid væsentligt forenkle overvejelserne om driften af kredsløb på op-ampen gennem brug af simple matematiske modeller.

En ideel op-forstærker er beskrevet af formel (1) og har følgende egenskaber:

uendelig stor iboende forstærkning [4] ;
den uendeligt store indgangsmodstand for indgangene V - og V + , det vil sige, at strømmen , der strømmer gennem disse indgange, er nul;
nul udgangsimpedans for udgangen af op-amp;
evnen til at indstille output til enhver spændingsværdi;
en uendelig høj spændingsstigningshastighed ved udgangen af op-forstærkeren;
båndbredde fra DC til uendelig.

Punkt 5 og 6 følger faktisk af formel (1), da den ikke inkluderer tidsforsinkelser og faseforskydninger. Af formel (1) følger det, at for at opretholde den ønskede spænding ved udgangen, er det nødvendigt at opretholde følgende indgangsspændingsforskel:

$V_{+}-V_{-}={\frac {V_{\mathrm {out} }}{G_{\mathrm {openloop} }}}$

Da den iboende forstærkning af en ideel op-forstærker er uendelig stor, har indgangsspændingsforskellen en tendens til nul. Dette indebærer den vigtigste egenskab ved en ideel op-forstærker, som forenkler overvejelsen af kredsløb, der bruger den:

En ideel op-amp dækket af negativ feedback bevarer den samme spænding ved sine indgange [5] [6]

Med andre ord, under disse forhold gælder ligheden altid:

V_{+}-V_{-}=0

(2)

Du skal ikke tro, at op-amp'en udligner spændingerne ved sine indgange ved at påføre spænding til indgangene "indefra". Faktisk indstiller op-forstærkeren outputtet til en spænding, der gennem feedback vil virke på indgangene på en sådan måde, at indgangsspændingsforskellen falder til nul.

Det er let at verificere gyldigheden af ligestilling (2). Antag at (2) er overtrådt - der er en lille spændingsforskel. Så ville indgangsdifferentialspændingen, forstærket i op-ampen, forårsage (på grund af den uendelige forstærkning) en uendelig stor udgangsspænding, som i overensstemmelse med definitionen af FOS yderligere ville reducere forskellen i indgangsspændinger. Og så videre indtil ligestillingen (2) er opfyldt. Bemærk, at udgangsspændingen kan være hvad som helst - den bestemmes af typen af feedback og indgangsspændingen.

De enkleste feedback-kredsløb

Fra overvejelsen af princippet om drift af en ideel op-amp følger en meget enkel teknik til at designe kredsløb:

Lad det være nødvendigt at bygge et kredsløb på en op-amp med de nødvendige egenskaber. De nødvendige egenskaber ligger primært i den specificerede tilstand af udgangen (udgangsspænding, udgangsstrøm osv.), som kan afhænge af en inputhandling. For at oprette et kredsløb skal du forbinde en sådan feedback til op-ampen, så spændingerne ved op-ampens indgange (inverterende og ikke-inverterende) med den nødvendige udgangstilstand er ens, og feedbacken ville være negativ.

Således vil systemets påkrævede tilstand være en stabil ligevægtstilstand, og systemet vil være i den på ubestemt tid [7] . Ved at bruge denne forenklede tilgang er det ikke svært at opnå det enkleste ikke-inverterende forstærkerkredsløb.

Forstærkeren skal have en udgangsspænding, der adskiller sig fra indgangen én gang , dvs. I overensstemmelse med ovenstående metode anvender vi selve indgangssignalet til den ikke-inverterende indgang på op-ampen og en del af udgangssignalet fra den resistive deler til den inverterende indgang . $K$ $U_{out}=U_{in}\cdot K$

Beregningen af den reelle forstærkning for en ideel (eller reel, men som kan betragtes som ideel med visse antagelser) forstærker er meget enkel. Bemærk, at i det tilfælde, hvor forstærkeren er i en ligevægtstilstand, kan spændingerne ved dens indgange betragtes som de samme. Ud fra dette følger det, at spændingsfaldet over modstanden er , og over hele skillevæggen med modstand falder det . Bemærk, at da op-ampens indgangsimpedans er meget høj, kan strømmen, der strømmer ind i forstærkerens inverterende (-) indgang, negligeres, og strømmen, der strømmer gennem delemodstandene, kan antages at være den samme. Strømmen igennem er lige stor og gennem hele skillelinjen . $R_{1}$ $V_{in}$ $R_{1}+R_{2}$ $V_{ud}$ $R_{1}$ $I_{R_{1}}={\frac {V_{in}}{R_{1}}}$ $I_{R_{1}+R_{2}}={\frac {V_{out}}{R_{1}+R_{2}}}$

På denne måde:

$I_{R_{1}}=I_{R_{1}+R_{2}}$

Hvor:

${\frac {V_{in}}{R_{1}}}={\frac {V_{out}}{R_{1}+R_{2}}}$

$V_{out}=V_{in}\cdot {\frac {R_{1}+R_{2}}{R_{1}}}=V_{in}\cdot \left(1+{\frac {R_{ 2}}{R_{1}}}}\right)$

Du kan skændes lidt nemmere, og lægger straks mærke til det . ${\frac {V_{out}}{V_{in}}}={\frac {R_{1}+R_{2}}{R_{1}}}$

Det skal bemærkes, at i et ikke-inverterende koblingskredsløb er spændingsforstærkningen altid større end eller lig med 1, uanset værdierne af de anvendte modstande. Hvis modstanden er nul, får vi en ikke-inverterende spændingsfølger med en spændingsforstærkning på 1. $R_{2}$

Og fordi:

$\forall n\in \mathbb {R} ^{+}\lim _{n\to \infty }{\frac {0}{n}}=0$ ,

så kan modstanden simpelthen fjernes og tage den lig med uendelig. $R_{1}$

Overførselskoefficienten for en forstærker bygget på en op-amp med en tilstrækkelig stor forstærkning afhænger således praktisk talt kun af feedback-parametrene. Denne nyttige funktion gør det muligt at designe systemer med meget stabile forstærkninger, såsom dem, der er nødvendige i målinger og signalbehandling.

For en operationsforstærker forbundet i henhold til et inverterende kredsløb er beregningen under de antagelser, der er lavet, heller ikke vanskelig. For at gøre dette skal det bemærkes, at spændingen ved midtpunktet af deleren, nemlig ved den inverterende indgang (-) på forstærkeren er 0 (den såkaldte virtuelle jord). Derfor er spændingsfaldene over modstandene lig med henholdsvis input- og outputspændingerne. Strømmen gennem modstandene kan også antages at være den samme, da der praktisk talt ikke er nogen strøm gennem den inverterende indgang (-), som angivet ovenfor.

Herfra:

${\frac {V_{in}}{R_{in}}}=-{\frac {V_{out}}{R_{f}}}$

$V_{out}=-V_{in}\cdot {\frac {R_{f}}{R_{in}}}$

Det skal bemærkes, at i et inverterende koblingskredsløb kan forstærkningen enten være større eller mindre end enhed og afhænger af værdierne af dividermodstandene. Det vil sige, at forstærkeren kan bruges som en aktiv dæmper (attenuator) af indgangsspændingen. Fordelen ved denne løsning i forhold til en passiv dæmper er, at dæmperen set fra signalkildens synspunkt ligner en normal belastningsmodstand forbundet mellem signalet og jord (i dette tilfælde den såkaldte "virtuelle"), som er, det er en normal resistiv belastning (selvfølgelig uden at tage hensyn til parasitære kapacitanser og induktanser). Dette forenkler i høj grad beregningen af belastningens indflydelse på signalkilden og deres gensidige tilpasning.

Forskelle mellem reelle og ideelle op-forstærkere

Op-amp-parametrene, der karakteriserer dens ufuldkommenhed, kan opdeles i grupper:

DC-parametre

Begrænset forstærkning : G openloop-faktoren er ikke uendelig (typisk 10 5 ÷ 10 6 DC). Denne effekt er kun mærkbar i tilfælde, hvor forstærkningen af kaskaden med op-forstærkeren afviger fra parameteren G openloop et lille antal gange (kaskadens forstærkning afviger fra G openloop med 1-2 størrelsesordener eller endnu mindre) .
Indgangsstrøm, der ikke er nul (eller, næsten den samme, begrænset indgangsmodstand ): typiske indgangsstrømværdier er 10 -9 ÷ 10 -12 A. Dette pålægger begrænsninger på den maksimale værdi af modstanden i feedbackkredsløbet, samt om muligheden for spændingstilpasning med signalkilde. Nogle op-forstærkere har yderligere kredsløb ved indgangen for at beskytte indgangen mod for høj spænding - disse kredsløb kan forringe indgangsimpedansen betydeligt. Derfor er nogle op-ampere produceret i en beskyttet og ubeskyttet version.
Udgangsimpedans , der ikke er nul . Denne begrænsning er ikke af stor betydning ved lave frekvenser eller med en lille belastningskapacitans, da tilstedeværelsen af feedback effektivt reducerer udgangsimpedansen af trinnet ved op-ampen (næsten til vilkårligt små værdier).
Ikke-nul biasspænding : kravet om lighed af inputspændinger i den aktive tilstand for rigtige op-ampere er ikke helt nøjagtigt - op-amp søger at opretholde ikke nøjagtig nul volt mellem sine input, men en lille spænding ( bias voltage ) . En rigtig op-amp opfører sig med andre ord som en ideel op-amp, som har en spændingsgenerator med EMF U cm forbundet i serie med en af indgangene . Bias spænding er en meget vigtig parameter, den begrænser nøjagtigheden af op-ampen, for eksempel, når man sammenligner to spændinger. Typiske værdier for U cm er 10 -3 ÷ 10 -6 V. Under drift af kredsløbet, afhængigt af eksterne forhold, såsom temperatur, forsyningsspænding, driftstid, oplever forspændingen en uforudsigelig drift (inden for de givne grænser) i dokumentationen), herunder med skilteskift. På grund af hvad kan denne bias ikke kompenseres ved tuning eller kalibrering, eller forbedres på anden måde, udover at vælge en mere præcis op-amp.
Ikke-nul common-mode forstærkning . En ideel op-amp forstærker kun forskellen i indgangsspændinger, mens selve spændingerne er ligegyldige. I rigtige op-forstærkere har værdien af input common mode spændingen en vis effekt på udgangsspændingen. Denne effekt bestemmes af CMRR - parameteren ( common - mode rejection ratio ) , som viser, hvor mange gange udgangsspændingstilvæksten er mindre end common-mode-spændingstilvæksten ved op-amp-indgangen, der forårsagede det. Typiske værdier: 10 4 ÷ 10 6 .

AC-parametre

Begrænset båndbredde . Enhver forstærker har en begrænset båndbredde, men båndbreddefaktoren er ikke særlig vigtig for op-forstærkere, da de er internt udlignet for at øge fasemarginen .
Ikke-nul input kapacitans . Danner et parasitisk højpasfilter .
Ikke-nul signalforsinkelse . Denne parameter, som er indirekte relateret til båndbreddebegrænsningen, kan forringe ydeevnen af OOS med stigende driftsfrekvenser.
Ikke-nul restitutionstid efter mætning .

Ikke-lineære effekter

Mætning - begrænsning af området af mulige udgangsspændingsværdier. Normalt kan udgangsspændingen ikke overstige forsyningsspændingen. Mætning opstår, når udgangsspændingen "bør være" større end maksimum eller mindre end minimum udgangsspænding. Op-forstærkeren kan ikke gå ud af grænserne, og de udragende dele af udgangssignalet er "afskåret" (det vil sige klippet).

I mætningsøjeblikke virker forstærkeren ikke i overensstemmelse med formel (1), hvilket forårsager en fejl i driften af OOS og udseendet af en spændingsforskel ved dens indgange, hvilket normalt er et tegn på en kredsløbsfejl (og dette er et let detekterbart tegn på problemer for installatøren). En undtagelse er driften af op- ampen i komparatortilstand .

Begrænset slew rate . Udgangsspændingen af en op-forstærker kan ikke ændre sig øjeblikkeligt. Ændringshastigheden af udgangsspændingen måles i volt pr. mikrosekund, typiske værdier er 1÷100 V/µs. Parameteren bestemmes af den tid, det tager at genoplade de interne tanke. Den begrænsede slew rate af udgangsspændingen fører til fremkomsten af en speciel form for dynamisk signalforvrængning i op-amp-forstærkere. Årsagen til deres udseende er, at i det første øjeblik efter at et spændingsspring er påført indgangen, viser den negative feedback fra op-ampen sig at være åben, og den første fase af op-ampen går i mætningstilstand, hvilket beriger signal med harmoniske og intermodulationsforvrængninger.

Strøm- og spændingsgrænser

Begrænset udgangsspænding . For enhver op-amp kan udgangspotentialet ikke være højere end potentialet for den positive strømskinne og kan ikke være lavere end potentialet for den negative strømskinne (hvis der ikke er nogen belastning, eller det er resistivt og ikke indeholder en strømkilde ). Udgangsspændingen kan med andre ord ikke overstige forsyningsspændingen. For eksempel, for en opa277 operationsforstærker [1] Arkiveret 10. juli 2007 på Wayback Machine , varierer udgangsspændingen fra V S− +0,5 V til V S+ −2 V med en belastningsmodstand på 10 kΩ . Bredden af disse "døde zoner" af udgangsspændingen, som op-amp'ens udgang ikke kan nå, afhænger af en række forhold (belastningsmodstand, retning af udgangsstrømmen osv.). Der er operationsforstærkere, der har minimale døde zoner, såsom 50 mV til strømskinnerne Wayback Machine26. januar 2007 vedArkiveret [2]opa340for10 kΩved
Begrænset udgangsstrøm . De fleste op-forstærkere til generelle formål har indbygget overstrømsbeskyttelse, typisk 25mA maksimal strøm . Beskyttelse forhindrer overophedning og svigt af op-amp.

Begrænset udgangseffekt . De fleste driftsforstærkere er designet til applikationer, der ikke kræver strøm: belastningsmodstanden bør ikke være mindre end 2 kOhm .

Klassificering af OU

Efter type af elementbase [8]

Efter omfang

De operationelle forstærkere produceret af industrien bliver konstant forbedret, op-ampens parametre nærmer sig det ideelle. Det er imidlertid teknisk umuligt eller upraktisk at forbedre alle parametre samtidigt på grund af de høje omkostninger ved den resulterende chip. For at udvide omfanget af opamps produceres forskellige typer af dem, i hver af hvilke en eller flere parametre er fremragende, og resten er på det sædvanlige niveau (eller endda lidt værre). Dette er berettiget, da OS, afhængigt af anvendelsesomfanget, kræver en høj værdi af en eller anden parameter, men ikke alt på én gang. Heraf følger klassificeringen af OU efter anvendelsesområder.

Industristandard . Dette er navnet på meget brugte, meget billige op-forstærkere til generelle formål med gennemsnitlige egenskaber. Et eksempel på "klassiske" op-forstærkere: med en bipolær indgang - LM324 Arkivkopi dateret 24. november 2006 på Wayback Machine , med feltindgang - TL084 Arkivkopi dateret 13. februar 2009 på Wayback Machine .
Præcisionsforstærkere har meget lave biasspændinger og bruges i præcise målekredsløb. Normalt er op-amps på bipolære transistorer noget bedre i denne indikator end på field ones. Præcisions op-forstærkere kræver også langsigtet stabilitet af parametre. Usædvanligt små offsets har afbrydelsesstabiliserede op-amps . Eksempler: AD707, AD708, med 30µV bias og den seneste AD8551 Arkiveret 11. oktober 2010 på Wayback Machine med typisk 1µV bias.
Med en lille indgangsstrøm ( elektrometrisk ) OU. Alle op-ampere, der har felteffekttransistorer ved indgangen, har en lav indgangsstrøm. Men blandt dem er der specielle op-forstærkere med ekstremt lav indgangsstrøm. For fuldt ud at realisere deres fordele, når du designer enheder, der bruger dem, er det endda nødvendigt at tage højde for strømlækage langs det trykte kredsløb. Eksempel: AD549 Arkiveret 28. januar 2007 på Wayback-maskinen med en indgangsstrøm på 6⋅10 −14 A.
Mikrostrøm og programmerbare op- amps bruger lav strøm til deres egen strømforsyning. Sådanne op-ampere kan ikke være hurtige, da lavt strømforbrug og høj hastighed er gensidigt udelukkende krav. Op-amps kaldes programmerbare, for hvilke alle interne hvilestrømme kan indstilles ved hjælp af en ekstern strøm, der tilføres en speciel udgang på op-ampen.
Kraftige ( højstrøms ) op-ampere kan levere en stor strøm til belastningen, det vil sige, at den tilladte belastningsmodstand er mindre end standard 2 kOhm og kan være op til 50 Ohm .
Lavspændings op-ampere kan betjenes ved en forsyningsspænding på 3 V og endnu lavere. Som regel har de et skinne-til-skinne udtag.
højspændings op-forstærkere. Alle spændinger for dem (forsyning, common-mode input, maksimal output) er meget højere end for generelle op-forstærkere.
Hurtige op-forstærkere har en høj slew-rate og unity gain-frekvens. Sådanne op-forstærkere kan ikke være mikrokraft, og er som regel lavet på bipolære transistorer.
Op-forstærkere med lav støj .
Lyd OS. De har det lavest mulige harmoniske indhold ( THD ). Eksempler: LM4562 (THD 0,00003%), OPA2132 (THD 0,00008%), LME49600 (THD 0,00003%), AD797 (THD 0,0001%) osv.
Til enkelt levering . CMOS op-forstærkere giver en udgangsspænding, der er næsten lig med forsyningsspændingen (skinne-til-skinne, R2R), bipolære op-forstærkere giver omkring 1,2 V mindre, hvilket er signifikant ved lave Ucc-værdier.
Difference op forstærkere (engelsk Difference Amplifier , ikke at forveksle med Differential Amplifier ). De har et enestående common mode voltage rejection ratio ( CMRR ). De måler lave spændinger på baggrund af stærk interferens, hvilket er typisk for for eksempel strømshunts. Eksempler: INA214, INA333.
Op-amp (eller mere præcist, færdige forstærkningstrin) med variabel forstærkning.
Op-amps specielt designet til at fungere som en komparator eller i lignende ikke-lineære tilstande. Har midler til at reducere virkningerne af mætning. Sammenlignet med universelle op-forstærkere vil hastigheden og nøjagtigheden af arbejdet være højere.
Specialiseret OS. Normalt designet til specifikke opgaver: for eksempel at forbinde en fotosensor eller magnetisk hoved til en indgang; højttaler output. De kan indeholde færdige OOS-kredsløb eller separate præcisionsmodstande, der er nødvendige for dette.

Kombinationer af disse kategorier er også mulige, for eksempel en præcision højhastighedsforstærker .

Andre klassifikationer

For indgangssignaler:

Konventionel op-forstærker med to indgange;
Tre-input op-amp [9] : den tredje input, som har en forstærkning på +1 (hvortil intern feedback bruges), bruges til at udvide op-amp'ens muligheder, for eksempel spændingsforskydning af udgangssignaler i forhold til indgangssignaler, eller evnen til at bygge en kaskade med en høj output common-mode impedans , som minder om en transformer med to viklinger, men kaskaden på AD8132 transmitterer også jævnstrøm, hvilket transformeren ikke kan.

For udgangssignaler:

Konventionel op-amp med én udgang;
Op-amp med differentialudgang [10]

Brugen af op-amps i kredsløb

Brugen af en op-amp som et kredsløbselement er meget enklere og klarere end at arbejde med individuelle elementer, der udgør den (transistorer, modstande osv.). Når man designer enheder på det første (omtrentlige) trin, kan operationsforstærkere betragtes som ideelle. Yderligere bestemmes for hver op-amp de krav, som kredsløbet stiller til den, og der vælges en op-amp, der opfylder disse krav. Hvis det viser sig, at kravene til op-forstærkeren er for strenge, kan du delvist redesigne kredsløbet for at omgå dette problem.

Skematisk diagram af en operationsforstærker