集成运算放大器

理想运算放大器

运放参数和特性

1. 运放主要的参数：开环电压增益、输入失调电压、输入失调电流、共模抑制比20log（差模增益/共模增益）等

   输入失调电压（Offset Voltage,VOS）、输入偏置电流 （Input bias current，IB）、输入失调电流（Input offset current，IOS）

   

2. 运放的输入输出特性曲线：

加入一个反馈电路，使得运放工作在线性区间，满足虚短虚断条件。

在分析带有深度负反馈（输出端连回反相输入端）的线性运放电路时，我们依靠两条黄金规则：

虚断：因为输入阻抗无穷大，没有电流流进或流出输入端(I+=I-=0);
虚短：在深度负反馈下，为了保持平衡，运放会自动调节输出，使得两个输入端的电压相等(V + = V − );

集成运放的线性应用

1.反相比例运算电路

比例运算电路是由电阻的特性来决定的，或者说实现的。电路引入了深度电压负反馈，输出电阻为无穷大，输入电阻=R，即输入电阻并不大，这个算缺点之一吧。计算过程如下：

2.同相比例运算电路

计算过程：同相比例运算电路引入了电压串联负反馈，可认为输入电阻无穷大，输出电阻为0。虽然具有高输入电阻、低输出电阻的优点，但是因为集成运放有共模输入，所谓为了提高精度，应该选用高共模抑制比的运放。

3.反相求和运算电路

计算过程：分析时可以采用节点电流法求解，或者采用叠加定理求解。此处采用叠加定理，更好的理解此电路。

4.同相求和运算电路

计算过程：与反相求和运算电路一样，分析时可以采用节点电流法求解，或者采用叠加定理求解。采用叠加定理显得计算式繁琐，此处采用节点电流法分析。

5.加减运算电路

计算过程： 通过比例、求和运算电路的分析，如果同时有多个输入作用在两个输入端时，就实现了加减运算功能的电路。如图中所示的四个信号作用时，将反相输入端的1、2首先单独分析（a），再将同相输入端的3、4单独分析（b）。观察最后的表达式，实现了加减功能。

6.差分比例运算放大电路

计算过程：把上边的加减运算的电路改造一下，两个输入端各只有一路输入，且参数对称，电路就可以实现对输入差模信号的比例运算。

7.高输入电阻的差分比例运算电路

计算过程：单个集成运放构成加减运算电路时存在的缺点有：1、电阻的选取和调整不方便；2、对于每个信号源，输入电阻均较小。因此，改造一下，弄成上边的两级电路，来实现差分比例运算。

8.积分运算电路

前边说过比例运算电路可以说是电阻的特性决定的，那么这里积分运算电路可以说是电容的特性决定的,分析和计算如下：

9.电压跟随器

运放电压跟随器为什么要加电阻_电压跟随器前的电容-CSDN博客

电压跟随器：特点是输出电压等于输入电压，它常常用来对信号进行隔离，缓冲和提高带载能力。

R1主要是起保护作用，Rf主要是为了消除偏置电流对输出电压的影响。

R1和Rf的取值一般在1-10K。