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運算放大器型號（運算放大器概述）
內容轉載自初級電路與軟件研究
運算放大器（operational amplifier），簡稱：運放（op amp），是一種集成的放大器，它的特點是電壓增益非常大（通常為幾萬以上），同時輸入阻抗高、輸出阻抗低，是一種比較理想的放大器。至于為什么要在它的名稱前加上“運算”兩字，是因為最初這個器件是用來做計算的用的。
現(xiàn)在我們一提到計算機，肯定是指數字計算機，但當年可不是這樣。在上世紀40年代的時候，數字計算機的發(fā)展還剛剛起步，運算速度慢，價格昂貴，發(fā)展前景還不是很明朗。當年的很多計算工作都是靠模擬計算機來完成的，雖然模擬計算機的計算結果并不是很精確，但其結構簡單，成本低廉，運算速度快，很多情況下還是可以一用的（稍后我們會介紹如何用運放來構成加減法電路、積分微分電路）。后來，人們漸漸發(fā)明了運放的很多其他用途，例如：微信號放大器、比較器、振蕩器、有源濾波器等等。
理想運算放大器
對于理想運放，我們對其做如下假設：開環(huán)電壓增益為無窮大、輸入阻抗為無窮大、輸出阻抗為0。其模型符號如下圖所示：
圖8-001
對于vi1，其輸入端帶一個“+”號，我們稱其為：同相輸入端（noninverting input）。對于vi2，其輸入端帶一個“-”號，我們稱其為：'反向輸入端'（inverting input）。
理想運放有以下兩個重要特點：
[1]輸入電流為0；
[2]兩個輸入端的電壓差永遠為0。
第[1]點輸入電流為0很好理解，因為我們將運放的輸入阻抗視為無窮大了，所以近似于開路。但是第[2]點就有些魔幻了，對于一般的電路，只有在兩個端子之間連一根電線讓它們短路，才能保證這兩個端子的電壓差永遠為0。但由于第[1]點的限制，理想運放的兩個輸入端子中沒有任何電流流過，因此不是短路；但這兩個端子的電壓差又時刻保持為0，就好像隔空同步一樣，因此有一個專門的名稱描述這一現(xiàn)象，稱為：虛短（virtual short）。雖然在實際中沒有這種魔幻的器件，但由于現(xiàn)在我們僅僅是抽象一個理想化模型，因此我可以接受這樣的假設。后面的各種理想運放電路的分析，都是基于理想運放這兩個特點展開的。（說句題外話，如果你再往后學習了信號處理與分析的相關知識，你就會理解，虛短是由于運放內部深度負反饋的設計造成的必然結果。）
我們再來看輸出，既然兩個輸入端的電壓差為0，電壓放大倍數又為無窮大，那輸出電壓到底是多少，0乘以無窮大是多少？這個就是理想運放的又一個魔幻點，由于0乘以無窮大可以為任意值，因此理想運放的輸出也可以為任意值，具體會輸出多少伏電壓，完全由外電路的配置決定。
（順便先提一下，在實際的運放器件中，輸入電流不完全為0，而是有及其微小的電流流入運放；且兩個輸入端子之間的電壓差也不完全為0，而是有很小的幾個微伏的電壓。正是這個幾微伏的電壓，乘以幾萬量級的電壓增益后，才能得到一個幾伏~十幾伏的輸出電壓，并且，能夠輸出的最大電壓受到運放器件供電電壓VCC的限制。）
反相放大器
運放一個最基本的運用就是用來放大電壓信號，雖說其開環(huán)電壓增益為無窮大，但我們并不是要使輸入信號放大無窮大倍。就像我們在前面介紹過的各種BJT與FET放大電路那樣，我們要的是通過配置外圍電路的電阻值，來得到我們想要的電壓放大倍數。
一個最簡單的的使用運放的放大電路如下圖所示（這里輸入輸出電壓都用交流相量符號表示）：
圖8-002
電路工作情況分析如下：
電路的同相工作端接地，電壓值為0V，根據理想運放的虛短特點，V1點的電壓也必須為0V，然后根據歐姆定律，流過電阻R1的電流為：
由于理想運放的輸入端不能有任何電流流入，因此電流I1不會被分流，而全部流向Rf，根據歐姆定律，輸出端的電壓Vo為：
電路的實際電壓增益為：
其中的負號表明，輸出電壓與輸入電壓極性相反，因此這個結構的放大電路稱為：反相放大器（inverting amplifier），有時也稱為：反相比例放大器。
由于輸出到輸入之間有一個電阻Rf的存在，其作用是建立了輸出到輸入之間的一個反饋通道，不像開環(huán)增益那樣是純單向的增益，因此這個電路的實際電壓增益也稱為：閉環(huán)增益。閉環(huán)增益一般會比開環(huán)增益小得多，且其值不是取決于器件的原始性能，而是取決于電路的結構和配置。
同相放大器
同相放大器的電路結構如下圖所示：
圖8-003
電路工作情況分析如下：
運放的反相輸入端電壓V1根據歐姆定律，計算式為：
根據理想運放的虛短特點，V1點的電壓與輸入電壓Vi相等，故上式可寫為：
因此電路的的實際電壓增益為：
電壓增益的表達式中沒有負號，輸出電壓與輸入電壓極性相同，因此這個結構的放大電路稱為：同相放大器（noninvertingamplifier）。
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