電路設計 - 運算放大器的放大原理是什麼？

運算放大器基本原理

運算放大器有兩個輸入端子和一個輸出端子，如圖1-1所示。 標有“”的輸入端子是“同相輸入端子”，而不是正極端子），標有“1”的另一個輸入端子是“反向輸入端子”，也不能稱為負極端子。 如果從這兩個輸入端依次輸入相同的訊號，則輸出端將獲得電壓相同但極性相反的輸出信號：輸出端輸出的訊號與同相輸入端的訊號同相，與反相輸入端的訊號同相。

連接到運算放大器的電源可以是單電源或雙電源。 運算放大器有一些非常有趣的特性。 靈活應用這些功能可以獲得許多獨特的用途。 通常，這些功能可以集成為兩個：

1、運算放大器的放大係數為無窮大。

2、運算放大器的輸入電阻為無窮大，輸出電阻為零。

現在，讓我們簡單地看一下，由於上述兩個特性，可以得出什麼結論。

運算放大器基本原理

首先，運算放大器的放大係數是無限的，囙此只要其輸入端的輸入電壓不為零，輸出端將具有與正極或負極電源相同的高輸出電壓。 輸出電壓應為無窮大，但受電源電壓的限制。

確切地說，如果同相輸入端的輸入電壓高於反向輸入端的輸入電壓，即使只是略高一點，運算放大器的輸出端也會輸出與正電源電壓相同的電壓； 相反，如果反相輸入端子的輸入電壓高於同相輸入端子的輸入電壓，則運算放大器的輸出端子將輸出與負電源電壓相同的電壓（如果運算放大器使用單個電源，則輸出電壓為零）。

其次，由於放大係數是無限的，運算放大器不能直接用作放大器。 輸出信號必須迴響給反向輸入（稱為負反饋），以降低其放大係數。

如圖1-3左圖所示，R1用於將輸出信號返回到運算放大器的反相輸入端。 由於逆變輸入與輸出電壓相反，囙此會降低電路的放大係數。 這是一個負反饋電路，電阻RF也稱為負反饋電阻。

“圖1-3：運算放大器的迴響電阻連接管道（左：反向連接管道）圖1-3：運算放大器的迴響電阻連接管道（左：反向連接管道，右：同相連接管道）

此外，由於運算放大器的輸入是無限的，運算放大器的輸入沒有電流輸入-它只接受電壓。 類似地，如果我們想像運算放大器的同相輸入和反相輸入之間存在無限大的電阻，則施加在電阻兩端的電壓不能形成電流。 如果沒有電流，根據歐姆定律，電阻兩端將沒有電壓，囙此，我們可以認為運算放大器兩個輸入端的電壓是相同的（在這種情況下，電壓有點像用導線短路兩個輸入端，囙此我們稱這種現象為“虛短路”）。