一.运算放大器的简介

放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路。分别是输入级，中间级，发大级还有偏置电路。

红色绿色蓝色分别是输入级，中间级和输出级。输入级采用具有很强零点漂移抑制能力的差动放大电路，中间级常采用争议较高的共发射级放大电路，输出级一般采用带负载能力很强的功率放大电路，偏置电路的作用是为各级放大电路提供了工作电压。

二.放大器的种类

1.运算放大器

运算放大器其实就是一个差分输入，多级，直接耦合的高增益放大电路。

我自己把它归纳为两种。

1.1标准运算放大器

（1）运放的开环增益非常大。

（2）运发的输入没有电流，即是输入阻抗非常大。

1.2全差分放大器

在标准运发的基础上，加上差分输入脚IN+和IN-，差分输出脚OUT+和OUT-。还有一个输入脚Vcom。

（1）差分输出值等于差分输入值乘以开环增益。

（2）两个差分输出围绕输入的Vcom电位产生方向相反的波动。

2.功能放大器

如果某个以运放为核心的放大电路，厂家进一步集成，提供给用户，这就是功能放大器。

2.1仪表放大器

具有差分输入，极高的输入电阻，2输入对称的集成放大电路。常用于仪器的最前端，和传感器直接接触。

2.2差动放大器

有一个运放和如几个精密电阻集成在一起的电路，其中电阻值可以选择达到容易形成差动放大器的目的。

2.3程控增益放大器

一种集成放大器，其增益可以由用户通过数字信号设定。通常缩写为PGA或者DVGA。

2.4压控增益放大器

一种集成放大器，其增益由外部施加的电压Vg连续控制。

三.放大器的主要参数

1输入失调电压

在运放开环使用时，加载在两个输入端之间的直流电压，使得放大器直流输出电压为0。

2失调电压漂移

当温度变化，时间持续，供电电压等自变量变化时，输入失调电压会产生变化。输入失调电压和变化量的比值就是失调电压漂移。

3.输入偏置电流

运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。

4输入失调电流

运算放大器工作在线性区时流入输入端差值。

5输入电压范围

该参数指运算放大器正常工作（可获得预期结果）时，所允许的输入电压的范围，VIN通常定义在指定的电源电压下。

6输出电压范围

在给定电源电压和负载情况下，输出能够达到的最大电压范围。在选择运放的时候要特别注意输出轨到轨。

轨到轨意思是输出或者输入电压的范围和供电范围的临界程度，若很接近，则轨到轨，否则不是轨到轨，又分为输入轨到轨(输入电压范围很接近电源电压范围)和输出轨到轨(输出电压范围很接近电源电压范围)

7共模抑制比

运放的差模电压和巩膜电压增益的比值。

8开环电压增益

运放本身具备的输出电压与两个输入端差压的比值。

9压摆率

闭环放大器输出电压变化的最快速率。

10带宽指标

11建立时间

运放接成指定增益（一般为1），从输入阶跃信号开始，到输出完全进入指定误差范围的时间。

12电源电压抑制比

电源电压抑制比(PSRR)是输入电源变化量（以伏为单位）与转换器输出变化量（以伏为单位）的比值。

四.常见的运算放大器应用

集成运算放大器的工作状态有两种，分为线性状态和非线性状态，当给集成运算放大器加上负反馈电路时，他就工作在线性状态，如果给集成运算放大器加正反馈电路或当其在开环工作时，他就工作在非线性状态。

1集成运算放大器的线性运用

工作在线性状态的集成运算放大器有以下特点

（1）具有虚断特性及流入和流出输入端的电流都为0a，I-=I+=0A。

（2）具有虚短的特性及两个输入端的电压相等,U+=U-。

下面说一下几种常见的电路。

A.反相比例放大器

电压放大倍数A=-(R1/R3)*U-=-10

B.同相比例放大器

电压放大倍数A=1+R5/R6=11

C.加法器

Uout=U1+U2+U3，注意这里的输入电阻要调成同样的大小。

D.减法器

这里的输入电阻同样也是要取大小一样的电阻值，然后反馈电阻和正相输入的下拉电阻要取大小一样的电阻值。

Uout=U±U-。

E.差分放大器

在加法器的基础上改进，把反馈电阻加大，输出端电压就是输入的差值乘以放大倍数。

F.输入跟随器

输出电压和输出电压一样，用于隔离。

I.电流恒流源

在负输入的电压为1V，固定流过R20的电流为1mA,负载接入到反馈电阻R24。

2.集成运算放大器的非线性运用

当集成运算放大器处于开环和正反馈时，它会工作在非线性状态，工作在非线性状态的集成运算放大器具有以下两个特点。

（1）当同相输入端电压大于反向输入端电压时，输出电压为高电平

（2）当同相输入端电压小于反向输入端电压时，输出电压为低电平

A.单门限电压比较器

当正相输入端的电压大于3V时，输出端电平为高。

B滞回比较器

滞回比较器是一种用于检测两个不同电压值并使比较器输出高电平或低电平的电路。滞回比较器的特点是具有迟滞特性，即当输入电压高于某一阈值时，比较器输出高电平，当输入电压低于另一阈值时，比较器输出低电平，而在这两个阈值之间，比较器的输出保持不变。

仿真文件下载链接

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