ST 运算放大器选型与应用全攻略：从参数到场景的精准匹配指南

运算放大器（Op Amps）是模拟电路的核心器件，广泛用于信号放大、滤波、调理及模数转换对接。ST 的运算放大器系列覆盖低功耗、零漂移、高压、高速等全场景需求，依托 10 年长期供货保障与完善工具支持，核心选型逻辑是 “关键参数匹配应用场景 + 产品系列快速定位”，可高效实现从设计到落地的全流程。

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1. 选型核心：读懂关键参数，避开选型误区

运算放大器的选型本质是 “参数与场景的精准匹配”，以下核心参数直接决定电路性能，需重点关注：

1.1 精度类参数：影响信号保真度

• 输入偏移电压（Vio）：零输入时输出的偏差电压，越小精度越高。零漂移系列（TSZ）可低至 μV 级，适配惠斯登电桥、应变计等低压信号放大场景。
• 输入偏置电流（IIB）：流经输入端的泄漏电流，小电流放大（如光电二极管检测）需选择 pA 级低偏置电流型号，避免信号衰减。
• 温漂（ΔVio/ΔT）：温度变化导致的偏移电压漂移，工业级（-40~125℃）、高温级（-40~175℃）场景需优先选零漂移或低温漂系列（TSZ、TSB）。

1.2 速度类参数：匹配信号频率

• 增益带宽积（GBW）：增益与带宽的乘积，决定可处理的最高信号频率。高速场景（如 50MHz 以上信号）选 TSV791/792（50MHz GBW），低频信号（如传感器信号）可选 TSU 超低功耗系列（GBW≥11kHz）。
• 转换速率（SR）：输出电压的最大变化速率，快速变化信号（如 PWM 跟踪、高速 ADC 缓冲）需高转换速率，避免波形失真。

1.3 供电与功耗类参数：适配电源环境

• 电源电压（Vcc）：ST 系列覆盖 1.5V~36V，低压场景（如电池供电）选 TSU（1.8V 起），高压场景（如工业控制）选 TSB（36V）。
• 静态电流（ICC）：功耗核心指标，电池供电设备（如可穿戴、传感器节点）优先选 TSU 超低功耗系列（ICCμA 级），工业设备可兼顾性能与功耗（TSV 系列）。

1.4 功能类参数：适配电路设计

• 轨到轨输入 / 输出：输入信号可接近电源轨，输出可驱动至电源轨附近，适配低电压、大动态范围信号（如 ADC 缓冲、传感器信号调理），TSV、TSZ 系列多支持该功能。
• 关断功能：闲置时关闭器件降低功耗，适合间歇工作场景（如便携式设备），部分双路 / 四路型号（如 TSV774）支持。
• EMI 强化：内置滤波器衰减高频干扰，汽车电子、工业强干扰环境优先选择带 EMI 防护的型号。

2. ST 运算放大器产品系列：分类与快速识别

ST 运放以 “系列根名称” 区分核心特性，配合命名规则可快速定位型号，避免复杂筛选：

2.1 核心产品系列分类

2.2 型号命名规则拆解（快速识别关键信息）

ST 运放型号由 “系列 + 性能 + 温度 + 封装 + 通道数” 组成，示例：TSV791I-Q

• 系列：TSV（高性能 5V）
• 性能后缀：9（高 GBW，增益 > 5 稳定）
• 温度等级：I（工业级 - 40~125℃）、H（宽温 - 40~150℃）、H1（超宽温 - 40~175℃）
• 封装：Q（DFN/QFN）、P（TSSOP）、L（SOT23）、C（SC70）
• 通道数：1（单路）、2（双路）、4（四路）

3. 典型应用场景：参数与系列精准匹配

不同场景对运放的核心需求不同，以下为高频场景的直接选型方案：

3.1 低压信号放大（应变计、RTD 传感器）

• 核心需求：高精度、低温漂、低噪声
• 关键参数：Vio<10μV、温漂 < 0.1μV/℃、低噪声
• 推荐系列：TSZ（零漂移）、TSB711（低噪声 36V）

3.2 小电流放大（光电二极管、气体传感器）

• 核心需求：低输入偏置电流、低功耗、高转换速率
• 关键参数：IIB<1nA、ICC<10μA、SR≥1V/μs
• 推荐系列：TSU（超低功耗）、TSV771（低偏置电流）

3.3 ADC 缓冲与抗混叠滤波

• 核心需求：高 GBW、高 SR、轨到轨输出、低失真
• 关键参数：GBW≥信号频率 ×10、SR≥2π×f×Vpp
• 推荐系列：TSV791/792（50MHz GBW）、TSX9291（16MHz GBW）

3.4 工业信号调理（高压、强干扰）

• 核心需求：宽电压、宽温、EMI 强化、高可靠性
• 关键参数：Vcc≥12V、温度范围 - 40~150℃、EMI 衰减≥60dB
• 推荐系列：TSB（36V 宽压）、TSX（16V 高性能）

3.5 电池供电设备（便携式、可穿戴）

• 核心需求：超低功耗、宽供电电压、小封装
• 关键参数：ICC<5μA、Vcc 1.8V~5.5V、封装≤SOT23
• 推荐系列：TSU101/102（ICC<1μA）、TSV611（小封装低功耗）

4. 落地支撑：ST 工具与资源，加速设计落地

ST 提供全流程工具支持，降低选型与调试门槛：

4.1 选型工具

• ST OP AMP 移动 APP：免费下载，支持系列筛选、参数对比、型号查询，随时随地快速选型。
• eDesignSuite 在线工具：可视化设计电路，生成原理图与 BOM，导出至 eDSim 进行电气仿真，验证稳定性与性能。

4.2 开发与测试资源

• KIT24OPAMP 样品套件：含多种高性能运放、比较器，方便快速测试不同型号效果。
• STEVAL-CCA058V1 训练套件：含可配置主板 + 12 块运放适配器板，适合实践性学习与原型验证。

4.3 长期保障

ST 大部分高性能运放提供10 年长期供货计划，车规级型号符合 AEC-Q100 标准，适配工业、汽车等长生命周期场景。

5. 快速选型三步法

1. 明确核心约束：确定供电电压（Vcc）、温度范围、功耗上限；
2. 锁定关键参数：根据应用场景（如精密测量→低 Vio / 温漂，高速→高 GBW/SR）；
3. 匹配系列与型号：通过系列分类缩小范围，利用命名规则确认通道数、封装、温度等级。

ST 运算放大器以 “全场景覆盖 + 精准参数 + 工具支撑” 为核心优势，无论是入门级通用放大，还是工业级精密测量、汽车级高压场景，都能找到匹配产品。选型的核心在于 “不追求全参数最优，只聚焦场景关键需求”，结合 ST 的工具与样品支持，可快速实现从选型到落地的闭环。