干货 | 学习运放必须要懂的重要理论知识！

上期我们了解了运放的一些基本知识

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《不得不看的运放基础知识总结》

有的集成运放芯片的内部只有一个运放

而有的运放芯片内部是有多个运放的

除此之外还有集成了4个、8个的等等

尽管运放的应用是多种多样的

但是其工作区域只有两个

运放在工作时

不是工作在线性区

就是工作在非线性区

运放在线性区时

就是处在闭环的状态

输出电压与输入电压之间

存在某种线性关系

运放在非线性区时

是处在开环状态

输出电压接近正电源或负电源电压

输出、输入电压之间没有线性关系

理想运放的主要特点如下

在一般的分析计算中

都将实际的运放看成为理想运放

运放工作在线性区时

有两个比较重要的理论

特别是在分析电路时会用到

那就是“虚短虚断”

1、虚短路原则

虚短路原则（简称虚短）

集成运放工作在线性区

输出电压u_o是有限值

开环电压放大倍数A_od是→∞

简单的说

就是运放在线性状态下

两输入端的电位看作是相等的

电位相等，所以就像是连在一起短路了一样

当然这只是虚假短路

并不是真的短路

2、虚断路原则

虚断路原则（简称虚断）

由于运放的差模输入电阻r _id很大

所以流入运放输入端的电流就非常小

可以看作流入运放的电流几乎为零

i+ = i- = 0

所以就相当于断路一样

当然只是虚假断路

并不是真正断开的

运用“虚短虚断”可以

非常简便对运放线性应用的电路进行分析

3、集成运放的基本运算电路

集成运放外接不同的反馈电路和元件

就可以构成各种运算电路了

由“虚断”可知i- = i+ = 0

所以i₁ ≈ i_f，同时R₂上的电压降为0

即同相输入端电位与地一样

根据“虚短”有u- = u+ ≈ 0

即反相输入端电位也与地一样

所以u_o = -i_f R_F，u_i = i₁ R₁

可见输出电压与输入电压存在着比例关系

比例系数为R_F/R₁

负号表示输出电压u_o与输入电压u_oi相位相反

R₂是补偿电阻，也叫平衡电阻，R₂=R₁//R_F

从公式可以看出

闭环电压放大倍数A_od只决定于R_F与R₁的比值

这就是反相比例运算放大电路

同相比例电路如上图所示

输入信号u_i从同相输入端输入

输出端口与反相输入端接有反馈电阻R_F

为使输入端平衡，R₂=R₁//R_F

由虚断可知

流入运放的电流近似为0

根据虚短可知

反相输入端与同相输入端电位近似相等

所以

可见闭环电压放大倍数只决定于R_F与R₁的比值

且输入电压与输入是同相位的

所以称为同相比例运算放大电路

除此之外还有差动比例（减法）运算电路

加法运算电路等电路

这里就不一一进行讲解了

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