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模拟集成电路芯片测
试
集成运算放大器的原理与工作模式
集成运算放大器是一种差模输入的高增益运算放大器,起初主要用于加
法、乘法等运算电路中,因而得名运算放大器(Operational Amplifier,OP
、OPA或OPAMP,简称“运放”)。
一个理想的运算放大器必须具备无限大的输入阻抗、等于0的输出阻抗、无
限大的开环增益、无限大的共模抑制比、无限大的频宽等典型特征。最基本的
运算放大器如下图所示。一个运算放大器一般包括一个同相输入端(IN+)、
一个反相输入端(IN-)、一个输出端(OUT)以及正负电源端(V+,V-)。
集成运算放大器的原理与工作模式
通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端连接,形成负反馈
(Negative Feedback)组态。这是因为运算放大器的电压增益非常大,范围
从数百至数万倍不等,使用负反馈才能保证电路稳定运作。但是这并不代表运
算放大器不能连接成正反馈组态,相反,在很多需要产生振荡信号的系统中,
正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
集成运算放大器的原理与工作模式
1.开环回路工作模式
开环回路运算放大器如下图所示。
集成运算放大器的原理与工作模式
当一个理想运算放大器采用开环方式工作时,其输出与输入电压的关系如
下面的式子所示:
VOUT = (V+ - V-) × Aog
其中,A
og
代表运算放大器的开环放大倍数。由于运算放大器的开环放大倍
数非常高,因此就算输入端的差动信号很小,仍然会让输出信号饱和,导致非
线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环回路的形式出现在电路系统中。
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