集成运放和分立器件搭的运放有什么区别?

好的，咱们就来聊聊集成运放和用分立元件搭的运放，这俩玩意儿听着都叫运放，但实际差别可大着呢。我尽量说得细致点，让你听着也觉得亲切，不像那死板的AI。

首先，咱们得明白什么是运放（运算放大器）。

简单说，运放就是个放大器，而且是个“差模”放大器。啥意思呢？就是它有两个输入端，一个叫同相输入端（+），一个叫反相输入端（）。它主要放大的就是这两个输入端电压的“差值”。输出端的电压变化会比这个差值大很多很多倍，这个倍数就是运放的“开环增益”。当然，这只是最核心的功能，实际应用中还有很多附加的特性，比如高输入阻抗、低输出阻抗等等，这些都让它在各种电路里大显身手。

那么，集成运放和分立器件搭的运放，到底差在哪儿呢？

这就像你买一辆组装好的车，还是自己从零件开始一点点拼起来一样，各有各的优缺点。



一、 集成运放（IC OpAmp）：麻雀虽小，五脏俱全

集成运放，顾名思义，就是把一个功能完整的运放电路，通过半导体工艺，集成到一块小小的硅片上。你平时看到的那个长着几条腿的小黑盒子（比如经典的741、TL082等等），就是集成运放。

它的优点，就像是现代工业流水线生产出来的产品：

体积小，集成度高： 这是最直观的优点。一块小小的芯片，里面可能就有几十个甚至上百个晶体管、电阻、电容等元件。这极大地节省了空间，尤其是在需要大量运放的复杂电路中，集成运放是不可或缺的。想想看，如果你用分立元件搭几百个运放，那得占用多大的地方？简直是灾难。
性能稳定，一致性好： 由于都是在同一块硅片上制造出来的，里面的各个元件在温度、制造工艺上的差异都非常小。这意味着同一型号的集成运放，性能参数基本一致。这对于电路的设计和调试来说，简直是福音。你不用担心这一个运放和那个运放特性不一样，导致电路工作不正常。
功耗低： 集成电路的设计，在保证性能的同时，也会考虑功耗的优化。所以相比于同等性能的分立元件运放，集成运放通常功耗更低，这一点在电池供电设备或者需要密集排列的场合非常重要。
价格便宜： 经过大规模量产，集成运放的制造成本大大降低。你花很少的钱就能买到一个性能不错的运放，这使得它在各种消费电子产品中普及开来。
易于使用： 设计者已经把复杂的内部电路做好了，你只需要按照它的引脚定义（同相输入、反相输入、输出、电源等）接好线，再配合外部的反馈元件（电阻、电容），就能搭建出各种功能的放大电路，比如同相放大器、反相放大器、积分器、微分器等等。这大大降低了电路设计的门槛。

当然，集成运放也有它的局限性：

性能受限于内部设计和制造工艺： 虽然性能普遍不错，但它终究是在一块芯片上实现的。如果你需要追求极致的性能，比如极低的噪声、极高的带宽、极低的失真，那么集成运放可能就满足不了你的要求。它的内部结构是固定的，你无法去改变它。
通用性有一定限制： 某些特殊的应用场景，比如需要非常高的输入阻抗、或者需要跨越非常大的电压范围，或者需要用到某些特殊的半导体器件（比如场效应管的特性），集成运放可能就无法直接满足，需要特定的或者定制的集成运放。
无法自由选择和调整内部结构： 你只能使用设计者已经设计好的内部电路结构，无法像分立元件那样，根据自己的需求去选择不同类型、不同参数的晶体管来搭建一个完全定制化的运放。



二、 分立器件搭的运放（Discrete OpAmp）：自由定制，性能极致

分立器件搭的运放，顾名思义，就是用单独的晶体管（BJT、MOSFET等）、电阻、电容等元器件，按照电路设计原理，自己一点一点地搭建起来的运放电路。

它的优点，就像是手工定制的奢侈品或者赛车：

性能可以做到极致： 这是分立运放最大的优势。你可以根据自己的需求，选择最高品质、最低噪声、最高带宽、最线性等各种参数的元件，然后精心设计电路拓扑，从而实现集成运放难以企及的性能。比如在一些专业的音频设备、高精度测量仪器、或者特殊的射频电路中，分立运放是首选。
例如： 你可以选用发烧级的金属膜电阻来降低噪声；你可以选择低噪声、高迁移率的场效应管作为输入级来提高输入阻抗和降低噪声；你可以设计特殊的电流镜或者差分对来优化参数。
高度的灵活性和定制性： 你可以根据具体的应用需求，自由选择元件的型号、参数，甚至设计完全不同的电路结构。例如，你可以设计一个主要用于音频放大的运放，也可以设计一个主要用于高速信号处理的运放，还可以设计一个工作电压范围非常宽的运放。你想怎么搭就怎么搭，自由度极高。
易于理解和调试（在一定程度上）： 虽然初学者可能会觉得分立电路复杂，但对于有经验的工程师来说，分立电路的结构更清晰，更容易理解各个部分的功能。在出现问题时，也更容易定位和调试，因为每个元件都是独立的，你可以逐个测量它的状态。
某些特殊功能更容易实现： 一些集成运放难以实现的功能，比如非常大的输入阻抗（使用JFET或MOSFET做输入级），或者特定的偏置电路，在分立设计中会相对容易实现。

然而，分立器件搭的运放也有其难以回避的缺点，就像手工制作的东西成本高一样：

体积庞大： 同样一个功能，分立运放所需的元件数量和尺寸远大于集成运放。如果你要搭一个功能比较完整的运放电路，可能就需要好几颗晶体管、几个电阻、几个电容，PCB板的面积也会大很多。
性能一致性差，受环境影响大： 由于是用独立的元件搭建，即使是同一型号的元件，在生产制造过程中也会存在微小的差异。而且，每个元件对温度的变化都比较敏感，这会导致整个运放的性能参数发生漂移，一致性相对较差。这使得你在批量生产时，需要花费更多精力去校准和筛选元件。
功耗较大： 为了获得更好的性能，分立元件可能需要更大的电流来偏置，或者需要体积更大、损耗更小的元件，这通常会导致总功耗相对较高。
设计和调试难度大： 分立运放的设计需要对各种半导体器件的特性有深入的了解，并且需要精通电路设计和仿真工具。调试过程也更耗时耗力，需要仔细测量每个节点的电压、电流等参数。
成本高昂（尤其是在小批量或对性能要求不高时）： 高品质的分立元件本身价格就不菲，再加上设计、制作、调试的人力成本，分立运放的总体成本通常要高于集成运放，尤其是在对性能要求不是特别极端的情况下。



总结一下，它们的主要区别可以类比为：

| 特征 | 集成运放 (IC OpAmp) | 分立器件搭的运放 (Discrete OpAmp) |
| : | : | : |
| 核心特点 | 小巧、集成、通用、性价比高 | 灵活、定制、性能极致、成本较高 |
| 体积 | 非常小 | 较大 |
| 性能 | 良好，但有上限，受限于芯片设计 | 可做到极致，能超越集成运放的性能瓶颈，但需要精心设计和高品质元件 |
| 一致性 | 极好，同一型号参数接近 | 较差，元件间存在个体差异，易受环境影响 |
| 功耗 | 较低 | 相对较高（为追求性能） |
| 成本 | 低廉（大规模量产） | 较高（尤其是高品质元件和设计、调试成本） |
| 设计难度 | 低，易于使用 | 高，需要深入的电子学知识和实践经验 |
| 灵活性 | 受限，内部结构固定 | 极高，可根据需求自由选择元件和结构 |
| 应用场景 | 大多数电子产品（消费电子、工业控制、仪器仪表等） | 专业音频设备、高精度测量仪器、特殊射频电路、对性能有极致要求的场合 |
| 开发周期 | 短 | 长 |

用一个比喻来说：

集成运放就像是麦当劳的汉堡： 你随时随地都能吃到，价格实惠，味道也不错，而且品质稳定。虽然它可能不是世界上最好吃的汉堡，但它满足了绝大多数人的需求，而且非常方便。
分立器件搭的运放就像是米其林三星餐厅的定制菜肴： 它需要名厨精心挑选食材，花费大量时间和精力去制作，价格昂贵。但它能为你带来极致的味蕾体验，是为真正懂得品尝的人准备的。

什么时候选择集成运放？

绝大多数情况下，集成运放都是你的首选。当你的电路设计对成本、体积、功耗有一定要求，并且对性能的要求是“足够好”而不是“极致好”的时候，集成运放绝对是性价比最高的选择。比如你做个功放板、滤波器、信号调理电路，用个常见的TL072、NE5532什么的，就能很好地完成任务。

什么时候需要考虑分立器件搭的运放？

当你发现市面上没有任何一款集成运放能满足你的特殊需求时。比如：

你需要极低的噪声：做高灵敏度的测量仪器，一点点噪声都可能影响测量结果。
你需要极高的带宽和速度：做高速信号处理，需要处理GHz级别的信号。
你需要极低的失真：做高保真音频设备，任何失真都会被耳朵捕捉到。
你需要特殊的输入阻抗或输出能力：比如需要输入阻抗达到GΩ级别。
你需要工作在极端的温度或电压环境下。

在这种情况下，工程师们才会花时间和精力去设计和搭建分立运放。当然，现在也有一些厂家推出了性能非常高的“分立式运放模块”，它们本身就是用高品质分立元件封装好的，可以直接替换集成运放使用，这又是一种介于两者之间的折衷方案。

总而言之，集成运放是现代电子工业的基石，而分立器件搭的运放则是追求极致性能和个性的玩家们的选择。了解它们各自的特点，才能在设计电路时做出最合适的选择。

他们卖的是一种“稀缺性”。

分立器件搭的运放没有 DATASHEET， 性能靠吹， 听感靠文学描写，请参考唐诗三百首。

俺和不止一个知友讲过， 别浪费时间和金钱在这些垃圾上。

TDA2030 的板子在网上只要 5块钱人民币， 拆机的 TDA2030 只要 7 毛钱人民币。祖国的耳机论坛的大湿折腾出来的分立神器，很可能连这个不到 10 块钱的东西都打不过。

更不用说 ADI 已经淘汰的 XDSL 驱动电路 AD815 了。

......

平衡线本身不会带来提升， 但是差分放大器的结构（所有的专业音乐器材基本上都会有差分输出）可以减少共模干扰，这个好处不是平衡线（也就是差分线）带来的。差分信号传输的优点只跟电路结构有关， 和线材无关。即使用的铁丝， 只要电阻够低效果也是一样的。

俺已经重申无数次了， “线材调音” 是个赤裸裸的骗局，

不要再上当受骗了。

只要是有国标的线都不会比贵了几十倍几百倍甚至几千倍的线产生您的耳朵能察觉的区别。

看问题要看到它的实质。平衡功放最容易实现的也许就是 BTL 或者类似 BTL 的桥接输出了。

只要你用 ADSL/XDSL 上网， 您家里都有至少一个平衡功放， 那就是 ADSL MODEM 里面的线路驱动器。

感兴趣的话， 可以自己找 ADSL 的早期的驱动芯片来研读。

e.g. AD815

自己玩， 可以用 TDA2030 ，

也可以随便找个双运放或者四运放来搭 BTL 耳放。

音箱都是分开接的， 而且已经两个世纪了。如果不嫌累你也可以用 ADSL 驱动芯片或者 HDTV driver 来做这个事情。或者 差分输入的OPAMP + BUFFERS.

电流不够就加一对达林顿射随扩流， MOSFET跟随器也是可以的。如果觉得跟随器的逼格不够高， 那就加个钻石缓冲。钻石缓冲有现成的芯片， 也可以自己搭， 例如：

** 注意， 实作的时候要加散热片及调整射极电阻， 不然烧管是秒级的

音频集成运放做到头就是 OPA627/637 和 AD797，当然， TI 收购 NS 之前还有 LME49990.

ADI 复刻的 OPA627 叫 ADA4627/4637.

       https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADA4627-1_4637-1.pdf     

在现实生活中， TL071 和 OPA627 的不同没有人能一下子盲听出来。 这也是为什么， 祖国的耳机音响发烧论坛上， 买了天价运放以后， 买家又开始发帖询问：

“如何鉴别 OPA627 的真假 ”。

这实在是令人捧腹和喷饭。

OPA1612 SoundPlus™ Audio Operational Amplifier with 1.1nV/√Hz Noise, Low THD and Precision 也算是个好东西了， 也许没有 OPA627 昂贵。如果您设计潜艇的声纳， 也许可以用上。

前面加个自己设计的 LNA ， 再把 OPA627/OPA1612 设计成 “仪表放大器”， 恐怕又是一个神器。

鉴别 OPA627 的真假

上个示波器看看 SLEW RATE ， 或者干脆一点砸开用显微镜放大来看芯片也能分辨真假。

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这是 ADI 给俺的样片

它是禁运到北韩的

这是入坑时买的 100 片 LME49990

它是禁运到北韩的

它是禁运到北韩的

分立器件搭的运放有没有意义？

它不禁运到北韩。

就说这么多了。

Hifi骗子吧，收智商税而已。

@麦文学