当提到运算放大器通常会引发幻觉半导体器件作为集成电路在微型硅芯片上，第一个运放实际上是真空管电路。1952年，George A. Philbrick研究公司制造了第一个商用通用运算放大器。命名为K2-W，它是围绕两个双三极管安装在一个八进制(8针)插座组装，便于安装和维修在那个时代的电子设备底盘。集会是这样的:
原理图显示了两个管，十个电阻和两个电容，即使按照1952年的标准，一个相当简单的电路设计:
如果你不熟悉真空管的操作，它们的操作类似于n通道耗尽型IGFET晶体管:也就是说,他们进行更多的电流控制网格(虚线)是更积极的对阴极(弯曲线管的底部附近的符号),并进行少当前当控制网格的积极(或消极的)比阴极。左边的双三极管起着a差两，将差分输入(反相和非反相输入电压信号)转换为单个放大电压信号，然后通过分压器(1 MΩ-2.2 MΩ)馈送到第二三极管对的左三极管的控制电网。该三极管将差分对的输出进行放大和倒相以获得更大的电压增益，然后将被放大的信号耦合到相同的双三极管的第二个三极管，在非倒相放大器配置中获得更大的电流增益。这两个氖“辉光管”作为电压调节器，类似于半导体齐纳二极管的行为，在两个单端放大器三极管之间的耦合中提供一个偏置电压。
在+300/-300伏的双电源电压下，这个运放只能摆动其输出+/- 50伏，这在今天的标准下是非常差的。它的开环电压增益为15,000到20,000，旋转速率为+/- 12伏/µ秒，最大输出电流为1ma，静态功耗超过3瓦(不包括灯丝的功率!)，以1952年的价格计算，它的价格约为24美元。使用更复杂的电路设计可以获得更好的性能，但这只能以更大的功耗、更大的成本和更低的可靠性为代价。
随着固态晶体管在美国，运放具有更少的静态功耗和更高的可靠性成为可能，但许多其他性能参数保持不变。以Philbrick的P55A型为例，这是一个1966年左右的通用固态运放。P55A弄出一个40000年的开环增益,转换速率为1.5伏特/µ第二和一个输出的+ / - 11伏的电源电压(+ / - 15伏特),最大输出电流为2.2 mA, 49美元的成本(约21美元“公用事业级”版本)。P55A和菲尔布里克当时产品线中的其他运放一样，都是分立元件结构，晶体管、电阻和电容被封装在一个类似于大型集成电路封装的坚固“砖”中。
用分立元件制造一个粗糙的运算放大器并不困难。一个这样的电路的原理图如下所示。
一个由分立元件组成的简单运算放大器。
虽然它的性能是相当沉闷的现代标准，它表明复杂性不是必要的创建一个最低功能的运放。晶体管问3.和问4形成另一个微分对电路的核心，半导体等效的第一个三极管在K2-W原理图中。在真空管电路中，差动对的目的是将两个输入端之间的差动电压放大并转换为单端输出电压。
随着集成电路(IC)技术的出现，运放设计在性能、可靠性、密度和经济性方面都有了显著的提高。1964年至1968年间，仙童公司推出了三种IC运放模型:702,709和仍然流行的741。虽然现在741在性能方面被认为是过时的，但它仍然是爱好者的最爱，因为它的简单和容错(例如，输出上的短路保护)。个人的经验，滥用了许多741运算放大器，使我得出结论，这是一个很难杀死的芯片…
741型运放的内部原理图如下图所示。
741型运放的原理图。
按照集成电路的标准，741是一个非常简单的器件:例如小规模集成,或SSI技术。使用离散元件来构建这个电路不是一件小事，所以你可以看到即使是最原始的集成电路技术也比离散元件的优点。
对于业余爱好者，学生，或工程师想要更大的性能，有数百个op-amp型号可供选择。许多售价不到一美元，甚至零售!特殊用途的仪器和射频(RF)运放可能要贵一些。在本节中，我将介绍几种流行的、价格合理的运算放大器，比较和对比它们的性能规格。古老的741作为比较的“基准”被包括进来，尽管正如我之前所说，它被认为是一个过时的设计。
广泛使用的运算放大器
| 模型 | 设备/包 | 电力供应 | 带宽 | 偏置电流 | 转换速率 | 输出电流 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 | (数) | (V) | (MHz) | (nA) | (V /µS) | (马) |
| TL082 | 2 | 12/36 | 4 | 8 | 13 | 17 |
| LM301A | 1 | 10/36 | 1 | 250 | 0．5 | 25 |
| LM318 | 1 | 10/40 | 15 | 500 | 70 | 20. |
| LM324 | 4 | 3/32 | 1 | 45 | 0.25 | 20. |
| LF353 | 2 | 12/36 | 4 | 8 | 13 | 20. |
| LF356 | 1 | 10/36 | 5 | 8 | 12 | 25 |
| LF411 | 1 | 10/36 | 4 | 20. | 15 | 25 |
| 741 c | 1 | 10/36 | 1 | 500 | 0．5 | 25 |
| LM833 | 2 | 10/36 | 15 | 1050 | 7 | 40 |
| LM1458 | 2 | 6/36 | 1 | 800 | 10 | 45 |
| CA3130 | 1 | 5/16 | 15 | 0.05 | 10 | 20. |
表中列出以上只是电子产品供应商广泛提供的一些低成本运算放大器模型。雷竞技最新app其中大部分产品都可以在Radio Shack等零售商店买到。所有产品都低于制造商提供的1.00美元直接成本(2001年价格)。正如您所看到的，在这些单元之间存在着巨大的性能差异。以输入偏置电流参数为例:CA3130在0.05 nA(或50 pA)时最低，LM833在略高于1µA时最高。CA3130模型通过在输入级使用MOSFET晶体管实现了令人难以置信的低偏置电流。一家制造商宣称3130的输入阻抗为1.5万亿欧姆，或1.5 × 1012Ω!这里显示的其他低偏置电流的运放使用JFET输入晶体管，而高偏置电流模型使用双极输入晶体管。
虽然741在许多电子项目原理图中被指定，并在许多教科书中展示，但它的性能早已被其他设计在每一个度量上超越。甚至一些最初基于741的设计也经过了多年的改进，远远超过了最初的设计规格。一个这样的例子是型号1458，两个运放在一个8引脚DIP封装，它曾经有完全相同的性能规格作为单一的741。在其最新版本中，它拥有更宽的电源电压范围，旋转速率是741的50倍，几乎是741的输出电流能力的两倍，同时仍然保留了741的输出短路保护功能。运放JFET和MOSFET输入晶体管远超过741的性能在偏置电流，并一般设法击败741在带宽和转换速率以及。
我个人对运算放大器的建议是这样的:当低偏置电流是优先级时(例如在低速积分器电路中)，选择3130。对于一般用途的直流放大器工作，1458提供了良好的性能(你可以在一个包的空间得到两个运放)。如果要升级性能，请选择353型号，因为它是1458的引脚兼容替换。353的设计与JFET输入电路非常低的偏置电流，并有一个带宽是1458的4倍大，尽管其输出电流限制较低(但仍有短路保护)。它可能更难在你当地的电子供应公司的货架上找到，但它的价格和1458一样合理。雷竞技最新app
如果低电源电压是一个要求，我建议型号324，因为它的功能低至3伏直流。它的输入偏置电流要求也很低，并且在一个14脚芯片上提供4个运放。它的主要缺点是速度，带宽限制在1 MHz，每µs的输出转换速率只有0.25伏。对于高频交流放大电路，318是一个非常好的“通用”模型。
特殊用途的运放可用，成本适中，提供更好的性能规格。其中许多都是针对特定类型的性能优势而定制的，比如最大带宽或最小偏置电流。以运算放大器为例，都是为高带宽设计的，见下表。
高带宽运算放大器
| 模型 | 设备/包 | 电力供应 | 带宽 | 偏置电流 | 转换速率 | 输出电流 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 | (数) | (V) | (MHz) | (nA) | (V /µS) | (马) |
| CLC404 | 1 | 10/14 | 232 | 44000年 | 2600 | 70 |
| CLC425 | 1 | 5/14 | 1900 | 40000年 | 350 | 90 |
CLC404的价格为21.80美元(几乎和乔治·菲尔布里克的第一款商用运放一样高，尽管没有经过通货膨胀校正)，而CLC425的价格则要低一些，每台3.23美元。在这两种情况下，高速是以牺牲高偏置电流和限制电源电压范围为代价的。下表列出了一些用于高功率输出的运放。
高电流运算放大器
| 模型 | 设备/包 | 电力供应 | 带宽 | 偏置电流 | 转换速率 | 输出电流 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 | (数) | (V) | (MHz) | (nA) | (V /µS) | (马) |
| LM12CL | 1 | 15/80 | 0.7 | 1000 | 9 | 13000年 |
| LM7171 | 1 | 5.5/36 | 200 | 12000年 | 4100 | One hundred. |
是的，LM12CL实际上有额定输出电流13安培(13000毫安)!它的售价为14.40美元，考虑到该设备的原始性能，这并不是一大笔钱。另一方面，LM7171用高电流输出能力来换取快速电压输出能力(高转换速率)。它的售价为1.19美元，大约和一些“通用”运算放大器一样低。
放大器封装也可以作为完整的应用电路购买，而不是裸运算放大器。例如，Burr-Brown和Analog Devices公司长期以来都以其精密放大器产品线而闻名，它们提供预先设计封装的仪器放大器以及其他专门的放大器设备。在维修后的高精度和可重复性很重要的设计中，对于电路设计师来说，选择这样一个预先设计好的放大器“块”，而不是从单个运放构建电路可能是有利的。当然，这些单位通常比单个运算放大器的成本要高一些。
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