运算放大器11种经典电路

运算放大器（运放）在电子工程中扮演着至关重要的角色，尤其在模拟电路设计中。运算放大器的电路应用广泛，包括同向放大器、反向放大器、加法器等多种形式。理解和掌握运放的经典电路，需要深入理解其工作原理，特别是"虚短"和"虚断"这两个核心概念。 "虚短"是指在运放工作在线性区时，由于其极高的电压放大倍数，使得输入两端的电压差非常小，几乎可以视为等电位，即输入端之间相当于短路。然而，实际上并不允许将输入端真正短路。这个概念在分析电路时，可以帮助我们简化计算，例如在反向放大器电路中，可以认为反向输入端的电压等于同向输入端的电压。 "虚断"则是指运放的差模输入电阻极大，导致流入输入端的电流几乎为零，仿佛输入端是开路状态。在分析电路时，可以忽略输入端的电流，这有助于我们分析输入信号如何通过外部电路影响运放的输出。 对于反向放大器，如图一所示，由于虚短，反向端的电压等于同向端（接地）的电压，即为0V。同时，由于虚断，反向端没有电流流入或流出，通过R1和R2的电流相等。利用欧姆定律，我们可以推导出反向放大器的输出电压与输入电压之间的关系，即Vout = (-R2/R1) * Vi。 同向放大器如图二所示，虚短原理同样适用，使得Vi等于反向端的电压。由于反向端没有电流，通过R1和R2的电流相同。根据欧姆定律，我们可以得到同向放大器的输出电压公式Vout = Vi * (R1+R2)/R2。 在加法器电路（图三）中，虚短原则告诉我们V-等于V+，而虚断则意味着没有电流通过反向输入端。通过基尔霍夫电流定律，可以推导出Vout是输入电压V1和V2的代数和。如果选择R1=R2=R3，电路就会简单地实现电压的加法。 此外，还有一种特殊形式的加法器（图四），同样利用虚短和虚断，通过调整电阻值，可以实现输入电压的平均值作为输出。 图五未给出具体电路，但根据前面的逻辑，我们可以推测这是一个基于虚短和虚断原理的电路，可能是另一种形式的信号处理电路。 理解和掌握虚短和虚断的概念，能够帮助我们有效地分析和设计各种运算放大器电路，无论是在维修还是在设计过程中，都是不可或缺的基础知识。在面对复杂的运放电路时，运用这两招可以事半功倍，提高分析效率。