來源：羅姆半導體社區

運算放大器是典型的模擬集成電路。可以說有了運算放大器才算有了模擬集成電路、其歷史也就是模擬集成電路的歷史。運算放大器的設計開發不像其外特性那樣直觀明了;外特性有細微差異的運算放大器內部差異之巨大也往往出乎意料之外;投入資源開發有細微差異的運放是工程需求、工程需求背后的商業利益追求、以及知識產權創新的需要。

微功耗運算放大器

大幅度地減少功耗對應用設計帶來的影響不止是節能。如果平均功率需要從mA量級下降到了μA量級甚至μA以下，則供電方案可以有很大不同，使一些原本不方便、不能實現的應用得以實現。一些電源開關盒中實際上只是一條線路，對這些開關升級，例如升級成遙控調光或者接近開關時需要為控制電路供電。負載沒有接通時，通過允許流過微量電流供電。如果這個電流較大，會導致負載部分啟動或間歇啟動;對于輕負載，例如3~5W發光二極管燈尤為顯著。

低功耗產品已很普及，如常用的TLC27L和MCP6041;后者靜態電流僅600nA。SGM8141/2為更為極端的微功耗運算器產品，其靜態電流僅為350nA，Voffset則控制在最大不超過2.5mV。利用SGM8141/2可以在系統深度休眠時提供連續參數監測，用于喚醒或者異常觸發。也用于信號自供電或利用能量收集(例如震動、熱和光)的設計中。

微功耗運算放大器設計的挑戰在于，如何利用盡可能少的電路實現在全輸入范圍內保持小而穩定的失調電壓。微功耗運放無法利用復雜電路對溫度變化補償和嚴格根據共模鎖定輸入節的偏置，失調補償依賴于參數補償設計和精細的版圖設計。

比較器是常態處于類飽和態的模擬集成電路，僅在比較閾值附近一個微小的區間表現為線性。無論在高速場合還是低速場合，對比較器的需要常被忽視和誤解。現實中不乏把放大器當作比較器使用的成功工程案例，真實地反映了對比較器的需求的變化。比較器無論是參數優化還是實際結構實現都跟運算放大器不同;比較器在輸出翻轉前或者后的傳輸增益要小，以防止自激;觸發翻轉后的上升或者下降沿不受前級的爬升率的影響。

傳統工程上對比較器的需要大都被取代或者弱化，如快速渡過邏輯器件的邏輯模糊區、精確幅度甄別和抑制在甄別閾值附近的不定狀態輸出等。主要因為ADC的普及使用和邏輯I/O的設計改進;無論是在邏輯I/O電路中還是利用運放的輕度正反饋滯回，都可以有效避免邏輯不確定性，而定時抖動特性一直不是比較器的強項。

微功耗運放用作比較器時在飽和狀態工作電流有所增加，退出飽和需要較長時間，比較器則沒有這些問題。

極低功耗比較器可以用于需要潛伏或深度睡眠狀態的應用，例如在待機期間持續監測電池電壓和連續監視等待喚醒呼叫等。

無交越失真運算放大器

與BTL和C類放大器的交越失真概念不同，無交越失真運放是相對于有輸入結構相關交越失真的滿幅輸入CMOS運放提出的。CMOS運算放大器具有輸入阻抗高、工作電流低、易實現滿幅輸出和不需要區別單雙電源設計等突出優點，但是其輸入部分柵極與源極之間需要較大壓差，共模輸入電壓范圍小，限制了低工作電壓使用。

這種互補雙差分對結構保證無論共模電壓是接近正電源，還是接近負電源，至少有一個差分對可以工作。工程現實無法保證這兩個差分對有完全一致的失調電壓。輸入共模電壓變化使互補雙差分對交替工作引起輸入相關交越失真。輸入相關交越失真僅發生在同相放大應用，如需要高輸入阻抗放大器的駐極體輸出緩沖、壓電換能器的輸出緩沖、PT/CT電量傳感器輸出的緩沖和電位差計輸出緩沖等。交越失真生成寄生頻譜，或產生虛假微擾動。

審核編輯黃昊宇