2.3 单运算放大器的识图与应用

单运算放大集成电路简称单运算放大器，是指集成电路芯片内仅封装有一只运算放大器的情况。

2.3.1 单运算放大器识图与应用指导

单运算放大器封装形式主要有金属圆壳封装和双列塑料封装两大类。

1. 金属圆壳封装的单运算放大器

金属圆壳单封装的单运算放大器引脚排列如图2-11（a）与图2-11（b）所示，采用国际上通用的俯视排列（逆时针排列）；也就是从顶部往下看，由定位标记所对应的管脚按逆时针方向数。

（1）常见型号

金属圆壳封装的单运算放大器集成电路常见型号如表2-1～表2-3所列，同一表同一栏中所给出的集成电路间可以互换。其中：

表2-1所列为采用双列8脚塑封与图2-11（a）所示金属圆壳封装的单运算放大器型号；表2-2所列为采用双列8脚塑封与图2-11（a）所示金属圆壳封装不同参数的单运算放大器型号；表2-3所列为采用双列8脚塑封与图2-11（b）所示金属圆壳封装不同参数的单运算放大器的型号。

（2）引脚功能

金属圆壳封装的单运算放大器采用图2-11（a）所示封装方式的集成电路引脚功能如表2-4所列。

金属圆壳单运算放大器采用图2-11（b）所示封装方式的集成电路引脚功能如表2-5所列。

（3）调零电位器的连接方式

金属圆壳单运算放大器采用图2-11（a）所示封装方式调零电位器RP的连接方式如图2-12（a）所示。采用图2-11（b）封装方式调零电位器RP的连接方式如图2-12（b）所示。

2. 双列式封装单运算放大器

双列式封装单运算放大器引脚排列如图2-13（a）所示，采用国标上通用的俯视排列（逆时针排列），也是从顶部往下看，由定位标记（小黑圆点）所对应的管脚为引脚①，然后按逆时针方向数。

（1）常见型号

双列式8脚封装单运算放大器集成电路常见型号如表2-1～表2-3所列，同一表同一栏中所给出的集成电路间可以互换。

（2）引脚功能

表2-1与表2-2中双列式8脚封装单运算放大器型号的引脚功能与表2-4中的相同；表2-3中双列式8脚封装单运算放大器集成电路型号的引脚功能与表2-5中的相同。

2.3.2 集成运算放大器在调温恒温自动控制电路中的应用与识图

图2-14所示是由运算放大器TL091P构成的调温恒温自动控制应用电路。该电路可以自动对温度进行调整，并可对温度进行恒定，由该电路构成的调温恒温电烙铁，可以在电烙铁拿起时进入加热状态，将电烙铁放到电烙铁架上时自动进行恒温。

1. 识图指导

图2-14所示电路主要由IC1、Rt、IC2、RG、KR等组成。其中，IC1的型号为TL091P，是一块单运算放大器；Rt的型号为T―413，是一只高温型硅热敏电阻器，其最高测温可达300℃，可在电烙铁的根部检测电烙铁的温度；IC2的型号为W7806，是一只稳压值为6V的三端固定稳压集成电路，用于将10V左右的直流电压稳压为6V后为温度检测电路提供工作电源，以使温度检测电路工作稳定；RG是一种硫化镉光敏电阻器，其亮电阻值为200Ω，暗电阻值不小于1MΩ；KR是一种干簧继电器，其型号为DSS41A05BR，它的线圈电阻值约为5.1kΩ左右。

干簧继电器KR的常开触点用于控制插座上所插负载的供电通断，而干簧继电器KR线圈中电流的通断则受VT1管的控制，VT1管的工作状态则受两方面电路的控制，一路为光敏电阻器，当光敏电阻器受光时，VT1管截止，不受光时VT1即可受另一路信号的控制。此时，如IC1⑥脚输出高电平，VT1即可导通，而IC1的状态则受热敏电阻传感器Rt检测到的温度控制。

2. 工作原理

图2-14所示电路主要由测温电桥，电压比较器，驱动控制电路，保温电路及电源电路4个单元电路构成。

（1）电源电路

220V交流电压经C4降压，VD1与VD2整流，C3滤波后得到的约10V左右的直流电压，一路为驱动电路（VT1）提供工作电源，另一路又经IC2稳压成6V后，为温度检测电路提供工作电源。

（2）比较电路

测温比较电路由IC1及其外围有关元件构成。IC1的③脚为基准电压输入端，该电压是由R2与RP1将6V电压分压后得到的，调整RP1的值，可以改变基准电压值，使检测的温度发生改变；IC1的②脚为比较电压输入端，该电压是由R1与Rt分压后得到的，由于Rt传感器的电阻值会随所测温度的高低而改变，故②脚上的电压是变化的。

当Rt检测到的温度低于RP设定的阈值温度，即IC1的③脚电压大于②脚时，IC1⑥脚输出高电平；反之，当Rt检测到的温度高于RP1设定的阈值温度，即IC1③脚电压小于②脚时，IC1⑥脚输出低电平。

（3）驱动电路

驱动电路由VT1、KR干簧继电器等组成。当Rt检测到的温度低于设定值时，IC1⑥脚输出的高电平信号经R5、RG分压后加到VT1管的基极，此时如RG被隔离无光照射时，则VT1导通，C3正极上的约10V电压就会经VT1与LED1加到干簧继电器KR线圈上，使其得电吸合，其常开触点闭合后，从而就接通了插在XS1插座内电烙铁的工作电源，从而使其全压工作。

（4）保温电路

保温电路是由RG光敏电阻器为主构成的。该传感器设置在电烙铁握手处，由手握电烙铁遮住光敏电阻器使其不受光，放下电烙铁置于电烙铁架上时使光敏电阻器RG受光来控制保温的。

① 当手握电烙铁使用时，RG照射光被遮住，其电阻值大于1MΩ，VT1导通，其工作过程如上所述。

② 当电烙铁搁在烙铁架上时，RG受光照射，其电阻值变小，约为200 Ω左右，致使IC1⑥脚输出的高电平经R5、RG分压后的电压不能使VT1导通，故LED1熄灭，KR继电器线圈断电，其常开触点断开，但此时由于二极管VD4对市电的半波整流得到的电压仍加在插座上，这种半导通状态则不会导致电烙铁产生过高的温度而烧死，使电路仍处于一种恒温状态，以便再次使用电烙铁时，可在较短的时间内就可使电烙铁从恒温状态恢复到加热状态，从而保证了电烙铁的迅速升温。

2.3.3 集成运算放大器在交流毫伏表电路中的应用与识图

图2-15所示是由运算放大器CA314OT构成的交流毫伏表电路。该电路可进行0.03～18V之间电压的测量，由挡位开关进行切换，使用很方便，可制成毫伏表产品，或应用于电子仪表电路中。

1. 识图指导

图2-15所示电路主要由IC1、B1、SA1、RP1为核心构成。其中，IC1的型号为CA314OT，是一块单运算放大器，其转换速度为9V/μs，增益带宽为4.5MHz。B1是一种1mA的电流表表头，实际测量内阻为10k/V；SA1是一只单刀六掷波段开关；RP1是一只电阻值为5.1kΩ的可调电阻器，用于进行零点调整。

2. 工作原理

测试信号由检测表笔引入表内后，经C1、C2、C3电容串并联耦合，由SA1波段开关转换后，由相应挡的倍率电阻器加到IC1的同相信号输入端③脚，同时，倍率电阻器引入的信号还经VD1、VD2、R9、R8、C5、C4处理后加到IC1的反相信号输入端②脚，经IC1处理后的信号从⑥脚输出，最终由毫安表表头显示出相应的交流电压。该电压可测到0.03V以下。

在图2-15所示电路中，由于采用了高性能的运算放大器CA314OT，即使测量频率为2000Hz的电压，经频率补偿后，输入180mV电压，从25Hz～16kHz范围的线性基本平直，但大于20kHz的频率以后，线性度会有所下降。

在毫伏表的检测输入端加接了串、并联耦合电容器C1～C3以后，以便在测量交流电压时，防止电路中的直流电压对交流电压读数的影响。

该毫伏表的各电压挡采用独立的倍率电阻器，各挡精度互不影响。每只倍率电阻器可采用一只固定电阻器与一只多圈可调电阻器串联，这样可以不用去挑选高精度的电阻器，调试也十分方便。

制作提示：

图2-15所示电路中的R9、C4、C5构成了频率补偿电路。该电路对展宽测量的频率范围很有效。如果只用毫伏表测量音频信号，只要调整到20Hz～20kHz。当然，如对频率补偿电路的元件值进行适当的调整，也可进一步展宽测量范围。

图2-15所示电路是一种基本电路，可按需要根据图中的倍率自行扩充测量范围。测量内阻也可以提高，可采用更高转换速率的运算放大器，同时调整频率补偿电路中元件的数值，以满足要求。