2022-10-18運放基礎講解
1、集成運放的內部組成單元
??? 在了解運放之前，需要對集成運放的內部單元作一個簡單的講解。集成電路運算放大器
種類很多，功能也多，電路也不一致，但是其內部結構框圖基本上是一致的。由三部分組成：輸入級，中間級，輸出級。輸入級由差分放大電路組成，利用他的電路對稱性可提高整個電路的性能。中間電壓放大級的主要作用是提高電壓增益，它可以由一級或多級放大電路組成；輸出級的電壓增益為1，但能為負責提供一定的功率，電路由兩個電源V+和V-供電。整個電路設計成兩個輸入端P和N，一個輸出端O。三端的電壓分別用Vp，Vn，和Vo表示，P、N兩端分別稱為同相輸入端和反相輸入端，意即當P端加入電壓信號Vp（Vn = 0）時，在輸出端得到的電壓Vo與Vp同相；當在N端加入電壓信號Vn(Vp = 0)時，在輸出端得到的輸出電壓Vo與Vp反相。一個世紀的集成運放，P、N與O端的電壓信號的之間的關系是確定的。
?? 輸出電壓Vo與差分放大輸入級的兩個輸入端的關系：????? ?
Vo = Av（Vp - Vn）
2、運算放大器的電路模型
3、基本線性運放電路
3.1同相放大電路
1、基本放大電路及負反饋
?如下圖所示，輸入信號Vi（=Vp）加到運放的同相輸入端之間，從這里引入負反饋
基本概念來分析電路。
Vp（Vi） 變大
由Vo = AV（Vp-Vn）有 Vo變大
通過反饋電路R2和R1，Vo為正，則反饋電壓Vn亦為正，則凈輸入
Vid =Vi-Vf=Vp-Vn比無反饋時減少了，即Vn抵消了Vi的一部分，使放大電路的
輸出電壓減小了，即Vn抵消了Vi的一部分，使放大電路的輸出電壓Vo減小了，
放大電路的電壓增益Av =Vo/Vi 也減小了，因而這時引入的反饋是負反饋。
?????????? 圖3.3.1 同相放大電路
根據求輸出電阻的方法，將信號源Vi置0，則運放內的受控電壓源也為零。同時因為理想運放的輸出電阻 = 0，盡管輸出端還有其他并聯支路。但從輸出端口看進去的輸出電阻Ro =
????????? 故有? Ro—>0
3、電壓跟隨器
????? 將同相放大器中，R1 = ∞，R2 = 0，則得Vi = Vp =Vn
?????????????? Av =
?????????? 圖3.3.2? 電壓跟隨器
3.3 反相放大電路
1、基本電路
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????????????????? 圖3.3.3? 反相放大電路
??? 輸入電壓Vi通過R1作用于運放的反相端，由虛短的概念可知，Vn= Vp =0,因此反相輸入端的電位接近于地電位，故稱虛地，如圖2.3.3所示。
??? 虛地的存在是反相放大電路在閉環工作狀態下的重要特征
2、重要特征
1）閉環電壓增益
Av = Vo/Vi = -R2/R1
2）輸入輸出電阻電阻
???????? Ri = Vi/= R1
??? 同同相放大電路類似，Ro –>0.
?
由上面可知，輸入電阻是反相放大電路的一個小小缺點，當需要高輸入電阻時，就需要想其他辦法了。可以使用T型網絡反相輸入放大電路來提高輸入電阻，同時使系統保持穩定，同時可以高增益。
?
3.3 同相輸入和反相輸入放大電路的其它應用
3.2.1 求差電路
如圖3.3.4所示電路是用來實現兩個電壓Vi1、Vi2相減的求差電路，又稱差分放大電路。從電路的結構來看，它是反相輸入和同相輸入相結合的放大電路。
? 根據虛短和虛斷的概念，對節點n和p的電流方程然后推導得：
?????? ?
? 在上式中，如果選取阻值滿足R4/R1 =R3/R2 的關系，輸出電壓可簡化為
??????? ?
比例系數為
???? ?
??????????????????? 圖3.3.4 差分放大電路
1）? 輸入電阻Ri
輸入電阻Ri是從輸入端看進去的電阻，當電路中R1 = R2 =R3 =R4時，利用虛短
?????????????????
? 2) 輸出電阻 Ro
