運算放大器的工作原理
運算放大器的工作原理是對于雙電源供電運放，其輸出可在零電壓兩側變化，在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。采用單電源供電的運放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。
運放的輸入電位通常要求高于負電源某一數值，而低于正電源某一數值。經過特殊設計的運放可以允許輸入電位在從負電源到正電源的整個區間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負電源也被允許。這種運放稱為軌到軌（rail-to-rail）輸入運算放大器。
運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比，在音頻段有：輸出電壓=A0（E1-E2），其中，A0 是運放的低頻開環增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的輸入信號電壓，E2 是反相端的輸入信號電壓。
擴展資料
運算放大器參數：
（1）共模輸入電阻
該參數表示運算放大器工作在線性區時，輸入共模電壓范圍與該范圍內偏置電流的變化量之比。
（2）直流共模抑制
該參數用于衡量運算放大器對作用在兩個輸入端的相同直流信號的抑制能力。
（3）交流共模抑制
CMRAC用于衡量運算放大器對作用在兩個輸入端的相同交流信號的抑制能力，是差模開環增益除以共模開環增益的函數。
（4）增益帶寬積
增益帶寬積是一個常量，定義在開環增益隨頻率變化的特性曲線中以-20dB/十倍頻程滾降的區域。
（5）輸入偏置電流
該參數指運算放大器工作在線性區時流入輸入端的平均電流。
運算放大器的放大原理是什么
運算放大器核心是一個差動放大器. 就是兩個三極管背靠背連著.共同分擔一個橫流源的電流.三極管一個是運放的正向輸入,一個是反向輸入.正向輸入的三極管放大后送到一個功率放大電路放大輸出. 這樣,如果正向輸入端的電壓升高,那么輸出自然也變大了.如果反相輸入端電壓升高,因為反相三級管和正向三級管共同分擔了一個恒流源.反向三級管電流大了,那正向的就要小,所以輸出就會降低.因此叫反向輸入. 當然,電路內部還有很多其它的功能部件,但核心就是這樣的.
集成運放的工作原理
見圖,運放是一個開環放大倍數極大的放大器,兩個輸入端“+”、“-”之間只要有微小的電壓差異,就會使輸出端截止或者飽和.而輸入端的輸入電阻非常大,可以認為不需要輸出電流. 如果按照圖示將運放接成閉環電路,則運放的放大倍數等于(Rf+R2)/R2. 因為可以理解運放的“-”端的電壓永遠等于“+”端的,而“+”端的電壓等于Vi(R1上無電流,也就無壓降),而“—”端的電壓又等于Vo在Rf和R2上的分壓, 所以有: Vi=V0*R2/(Rf+R2),即: Vo=Vi*(Rf+R2)/R2.
集成運算放大器電路原理
不同的運放他的原理是不同的但基本的方框圖是差不多的
集成運算放大器（Integrated Operational Amplifier）簡稱集成運放，是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高（可達60~180dB），輸入電阻大（幾十千歐至百萬兆歐），輸出電阻低（幾十歐），共模抑制比高（60~170dB），失調與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點，適用于正，負兩種極性信號的輸入和輸出。
模擬集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的P型硅片制成，這種硅片是集成電路的基片。基片上可以做出包含有數十個或更多的BJT或FET、電阻和連接導線的電路。
運算放大器除具有+、-輸入端和輸出端外，還有+、-電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的閉環放大倍數取決于外接反饋電阻，這給使用帶來很大方便。
按照集成運算放大器的參數分類折疊
1）、通用型運算放大器
通用型運算放大器就是以通用為目的而設計的。這類器件的主要特點是價格低廉、產品量大面廣，其性能指
標能適合于一般性使用。例mA741（單運放）、LM358（雙運放）、LM324（四運放）及以場效應管為輸入
級的LF356 都屬于此種。它們是目前應用最為廣泛的集成運算放大器。
2）、高阻型運算放大器
這類集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid>（109~1012）W,IIB 為
幾皮安到幾十皮安。實現這些指標的主要措施是利用場效應管高輸入阻抗的特點,用場效應管組成運算放大
器的差分輸入級。用FET 作輸入級,不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬帶和低噪聲等優點,
但輸入失調電壓較大。常見的集成器件有LF356、LF355、LF347（四運放）及更高輸入阻抗的CA3130、CA3140
等。
3）、低溫漂型運算放大器
在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中,總是希望運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變
化。低溫漂型運算放大器就是為此而設計的。目前常用的高精度、低溫漂運算放大器有OP-07、OP-27、AD508
及由MOSFET 組成的斬波穩零型低漂移器件ICL7650 等。
4）、高速型運算放大器
在快速A/D 和D/A 轉換器、視頻放大器中,要求集成運算放大器的轉換速率SR 一定要高,單位增益帶寬BWG
一定要足夠大,像通用型集成運放是不能適合于高速應用的場合的。高速型運算放大器主要特點是具有高的
轉換速率和寬的頻率響應。常見的運放有LM318、mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG>20MHz。
5）、低功耗型運算放大器
由于電子電路集成化的最大優點是能使復雜電路小型輕便,所以隨著便攜式儀器應用范圍的擴大,必須使用
低電源電壓供電、低功率消耗的運算放大器相適用。常用的運算放大器有TL-022C、TL-060C 等,其工作電
壓為±2V~±18V,消耗電流為50~250mA。目前有的產品功耗已達微瓦級,例如ICL7600 的供電電源為1.5V,
功耗為10mW,可采用單節電池供電。
6）、高壓大功率型運算放大器
運算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏,
輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。例如D41集成運放的電源電壓可達±150V，uA791集成運放的輸出電流可達1A。
運算放大器,什么是運算放大器
運算放大器,簡稱運放,是模擬電路中最常用到的電路功能模塊, 從名字可以看出,運算放大器也屬于放大器,它的基本原理依然是對輸入信號進行放大. 運放最重要的一點就是加入了反饋電路.沒有加入反饋網絡的運放,處于開環工作狀態,其信號放大增益難以精確控制,通常只作為比較器來使用.而加入了反饋網絡的運算放大器,通過反饋網絡的設置,能夠比較容易的獲得精確的放大增益,還能夠對信號完成加減乘除,指數,對數,積分,微分等數學運算,能夠幫助系統完成負反饋控制,如恒流控制,恒壓控制等等.
運算放大器的 基本知識
集成運算放大器
一：零點漂移
零點漂移可描述為：輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化。它又被簡稱為：零漂
零點漂移是怎樣形成的： 運算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的微弱變化，會使輸出級產生很大的變化。當輸入短路時（由于一些原因使輸入級的Q點發生微弱變化 象：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點漂移。
產生零漂的原因是：晶體三極管的參數受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是：采用差動電路。
二：差動放大電路
1、差動放大電路的基本形式 如圖（1）所示
基本形式對電路的要求是：兩個電路的參數完全對稱兩個管子的溫度特性也完全對稱。
它的工作原理是：當輸入信號Ui=0時，則兩管的電流相等，兩管的集點極電位也相等，所以輸出電壓Uo=UC1-UC2=0。溫度上升時，兩管電流均增加，則集電極電位均下降，由于它們處于同一溫度環境，因此兩管的電流和電壓變化量均相等，其輸出電壓仍然為零。
它的放大作用（輸入信號有兩種類型）
（1）共模信號及共模電壓的放大倍數 Auc
共模信號—在差動放大管T1和T2的基極接入幅度相等、極性相同的信號。如圖（2）所示
共模信號的作用，對兩管的作用是同向的，將引起兩管電流同量的增加，集電極電位也同量減小，因此兩管集電極輸出共模電壓Uoc為零。因此：。
于是差動電路對稱時，對共模信號的抑制能力強
（2）差模信號及差模電壓放大倍數 Aud
差模信號—在差動放大管T1和T2的基極分別加入幅度相等而極性相反的信號。如圖（3）所示
差模信號的作用，由于信號的極性相反，因此T1管集電極電壓下降，T2管的集電極電壓上升，且二者的變化量的絕對值相等，因此：
此時的兩管基極的信號為：
所以：，由此我們可以看出差動電路的差模電壓放大倍數等于單管電壓的放大倍數。
基本差動電路存在如下問題： 電路難于絕對對稱，因此輸出仍然存在零漂；管子沒有采取消除零漂的措施，有時會使電路失去放大能力；它要對地輸出，此時的零漂與單管放大電路一樣。
為此我們要學習另一種差動放大電路——長尾式差動放大電路
2：長尾式差動放大電路
它又被稱為射極耦合差動放大電路，如右圖所示：圖中的兩個管子通過射極電阻Re和Uee耦合。
下面我們來學習它的一些指標
(1)靜態工作點
靜態時，輸入短路，由于流過電阻Re的電流為IE1和IE2之和，且電路對稱，IE1=IE2，
因此：
(2)對共模信號的抑制作用
在這里我們只學習共模信號對長尾電路中的Re的作用。由于是同向變化的，因此流過Re的共模信號電流是Ie1+Ie2=2Ie，對每一管來說，可視為在射極接入電阻為2Re。
它的共模放大倍數為：
（用第二章學的方法求得）
由此式我們可以看出Re的接入，使每管的共模放大倍數下降了很多（對零漂具有很強的抑制作用）
(3)對差模信號的放大作用
差模信號引起兩管電流的反向變化（一管電流上升，一管電流下降），流過射極電阻Re的差模電流為Ie1-Ie2，由于電路對稱，所以流過Re的差模電流為零，Re上的差模信號電壓也為零，因此射極視為地電位，此處“地”稱為“虛地”。因此差模信號時，Re不產生影響。
由于Re對差模信號不產生影響，故雙端輸出的差模放大倍數仍為單管放大倍數：
(4)共模抑制比(CMRR)
我們一般用共模抑制比來衡量差動放大電路性能的優劣。CMRR定義如下：
它的值越大，表明電路對共模信號的抑制能力越好。
有時還用對數的形式表示共模抑制比，即：，其中為差模增益。CMR的單位為：分貝 （dB）
(5)一般輸入信號情況
如果差動電路的輸入信號，即不是共模也不是差模信號時：我們要把輸入信號分解為一對共模信號和一對差模信號，它們共同作用在差動電路的輸入端。
例1：如右圖所示電路，已知差模增益為48dB，共模抑制比為67dB，Ui1=5V，Ui2=5.01V，
試求輸出電壓Uo
解：∵=48dB，∴Aud≈-251，
又∵CMR=67dB
∴CMRR≈2239
∴Auc=Aud/CMRR≈0.11
則輸出電壓為：
三：集成運放的組成
它由四部分組成：
1、偏置電路；
2、輸入級：為了抑制零漂，采用差動放大電路
3、中間級：為了提高放大倍數，一般采用有源負載的共射放大電路。
4、輸出級：為了提高電路驅動負載的能力，一般采用互補對稱輸出級電路
四：集成運放的性能指標
1、開環差模電壓放大倍數 Aod
它是指集成運放在無外加反饋回路的情況下的差模電壓的放大倍數。
2、最大輸出電壓 Uop-p
它是指一定電壓下，集成運放的最大不失真輸出電壓的峰–峰值。
3、差模輸入電阻rid
它的大小反映了集成運放輸入端向差模輸入信號源索取電流的大小。要求它愈大愈好。
4、輸出電阻 rO
它的大小反映了集成運放在小信號輸出時的負載能力。
5、共模抑制比 CMRR
它放映了集成運放對共模輸入信號的抑制能力，其定義同差動放大電路。CMRR越大越好。
五：低頻等效電路
在電路中集成運放作為一個完整的獨立的器件來對待。于是在分析、計算時我們用等效電路來代替集成運放。
由于集成運放主要用于頻率不高的場合，因此我們只學習低頻率時的等效電路。
右圖所示為集成運放的符號，它有兩個輸入端和一個輸出端。
其中：標有的為同相輸入端(輸出電壓的相位與該輸入電壓的相位相同)
標有的為反相輸入端(輸出電壓的相位與該輸入電壓的相位相反)
六：理想集成運放
一般我們是把集成運放視為理想的（將集成運放的各項技術指標理想化） 開環電壓放大倍數： 輸入電阻： 輸入偏置電流：
共模抑制比： 輸出電阻： -3dB帶寬：
無干擾無噪聲 失調電壓、失調電流 及它們的溫漂均為零
七：集成運放工作在線性區的特性
當集成運放工作在線性放大區時的條件是： (1)
(2)
注：(1)即:同相輸入端與反相輸入端的電位相等，但不是短路。我們把滿足這個條件稱為”虛短”
(2)即:理想運放的輸入電阻為∞,因此集成運放輸入端不取電流。
我們在計算電路時，只要是線性應用，均可以應用以上的兩個結論，因此我們要掌握好！
當集成運放工作在線性區時，它的輸入、輸出的關系式為：
八：集成運放工作在非線性工作區
當集成運放工作在非線性區時的條件是：集成運放在非線性工作區內一般是開環運用或加正反饋。它的輸入輸出關系是：
它的輸出電壓有兩種形態：（1）當時， （2）當時，
它的輸入電流仍為零（因為）即：
集成運放工作在不同區域時，近似條件不同，我們在分析集成運放時，應先判斷它工作在什麼區域，然后再用上述公式對集成運放進行分析、計算。
九：比例運算電路
定義：將輸入信號按比例放大的電路，稱為比例運算電路。
分類：反向比例電路、同相比例電路、差動比例電路。（按輸入信號加入不同的輸入端分）
比例放大電路是集成運算放大電路的三種主要放大形式
(1)反向比例電路
輸入信號加入反相輸入端,電路如圖(1)所示:
輸出特性：因為：，
所以：
從上式我們可以看出：Uo與Ui是比例關系，改變比例系數，即可改變Uo的數值。負號表示輸出電壓與輸入電壓極性相反。
反向比例電路的特點：
(1)反向比例電路由于存在”虛地”,因此它的共模輸入電壓為零.即:它對集成運放的共模抑制比要求低
(2)輸入電阻低:ri=R1.因此對輸入信號的負載能力有一定的要求.
(2)同相比
運算放大器的原理告訴我一下
運放的內部就是由許多三級管構成的,運放的出現就是為了使問題變得簡單,運放的輸入阻抗很大,輸出阻抗很小的特性很容易實現阻抗匹配,而三極管構成的普通電路并沒有這么方便.理解運放的虛短與虛斷:虛斷是說運放的輸入端(即圖中的2,3號)好像是斷開的,這是運放的輸入阻抗很大的體現,電流很難流進運放,俗話稱“運放不吃電流”.虛短是說運放的兩個輸入端好像是短路的,即2號與3號的電壓相同.
運算放大器的具體工作原理
通常使用運算放大器時,會將其輸出端與其反相輸入端(inverting input node)連接,形成一負反饋(negative feedback)組態.原因是運算放大器的電壓增益非常大,范圍從數百至數萬倍不等,使用負反饋方可保證電路的穩定運作.但是這并不代表運算放大器不能連接成正回饋(positive feedback),相反地,在很多需要產生震蕩訊號的系統中,正回饋組態的運算放大器是很常見的組成元件.
運放的工作原理及其運用
1、原理看書或者上網搜搜 http://baike.baidu.com/view/389763.htm?fr=ala0 2、其實單個運放引腳并不多,只要明白了原理你就會用,至于多引腳運放是因為內部集成了多個運放或者有某些特殊功能,只要看手冊也很容易明白 3、運放主要是用在模擬電路中,比如放大器、比較器、模擬運算器
運算放大器工作原理
運放的工作原理涉及其內部各模擬電子電路分析,讀完模擬電子技術一書才能明白. 只需要把運放當成黑箱子,知道其輸入具有虛斷特性,在線性工作區具有虛短特性即可,然后利用這兩點設計電路就行了.