运算放大器知识全解

运算放大器知识全解

理想运算放大器

运算放大器是一种高增益的直接耦合放大器，有极高的电压放大倍数，运算放大器开环放大系数一般可以达到20万倍左右。这种器件一般有两个输入端和一个输出端组成。“﹢”代表的是同相输入端，“一”号代表的是反相输入端。

运算放大器的符号

理想运算放大器是指各项性能参数指标都能等于理想值的放大器。理想运算放大器的主要标志如下列几点：

开环电压增益系数无穷大；

输入阻抗无限大；

输出阻抗为零；

输入失调电压为零；

共模抑制比无限大；

频率响应好，频带宽度无限大。

理想运算放大器的输入和输出特性应当满足下列关系：Vo＝G0L（Vp-Vn）

式中 G0L----运算放大器的开环增益系数；

Vp ----运算放大器同相端的输入电压；

Vn ----运算放大器反相端的输入电压；

Vo ----运算放大器输出端的输出电压；

理想运算放大器有两个重要的特性。

①由于运算放大器的开环增益系数G0L为无穷大，所以Vp-Vn＝Vo/G0L＝0，所以理想运算放大器两个输入端之间的电压差等于零。

②由于理想运算放大器的输入端信号电流都等于零。其实对实际的运算放大器来说，它输入偏流和流入（流出）运算放大器输入端的信号电流都等于零。所以对实际的运算放大器来说，两个输入端都有微安到微微安数量级的微小输入电流。这个电流能引起运算放大器的不平衡，在运算放大器的输出端产生电压输出。输入偏流越低，运算放大器的不平衡就会越小。早期生产的运算放大器因为偏流较大，所以需要复杂的偏流调零电路。近来半导体制备技术的飞跃发展，目前生产的绝大多数运算放大器都不需要附加凋零电路，所以使用起来非常方便。

目前经常使用的运算放大器按它的供电方式来说，有单电源供电（典型值为＋3-40V）和双电源供电（±18V）两种。在使用双电源供电运算放大器与其他的单电源供电的MOS器件（例如各种门电路、触发器和计数器等）连接的时候，一定要注意，对于双电源供电的运算放大器来说，可能会有很大的负信号被送到下一级MOS器件上，所以在电路上应当有保护措施。