關(guān)于運放的(運算放大器的基本知識)
1.運算放大器的 基本知識
集成運算放大器 一：零點漂移 零點漂移可描述為：輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化。
它又被簡稱為：零漂 零點漂移是怎樣形成的： 運算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的微弱變化，會使輸出級產(chǎn)生很大的變化。當輸入短路時（由于一些原因使輸入級的Q點發(fā)生微弱變化 象：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點漂移。
產(chǎn)生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是：采用差動電路。
二：差動放大電路 1、差動放大電路的基本形式 如圖（1）所示 基本形式對電路的要求是：兩個電路的參數(shù)完全對稱兩個管子的溫度特性也完全對稱。 它的工作原理是：當輸入信號Ui=0時，則兩管的電流相等，兩管的集點極電位也相等，所以輸出電壓Uo=UC1-UC2=0。
溫度上升時，兩管電流均增加，則集電極電位均下降，由于它們處于同一溫度環(huán)境，因此兩管的電流和電壓變化量均相等，其輸出電壓仍然為零。 它的放大作用（輸入信號有兩種類型） （1）共模信號及共模電壓的放大倍數(shù) Auc 共模信號---在差動放大管T1和T2的基極接入幅度相等、極性相同的信號。
如圖（2）所示共模信號的作用，對兩管的作用是同向的，將引起兩管電流同量的增加，集電極電位也同量減小，因此兩管集電極輸出共模電壓Uoc為零。因此：。
于是差動電路對稱時，對共模信號的抑制能力強 （2）差模信號及差模電壓放大倍數(shù) Aud 差模信號---在差動放大管T1和T2的基極分別加入幅度相等而極性相反的信號。如圖（3）所示 差模信號的作用，由于信號的極性相反，因此T1管集電極電壓下降，T2管的集電極電壓上升，且二者的變化量的絕對值相等，因此： 此時的兩管基極的信號為： 所以：，由此我們可以看出差動電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管電壓的放大倍數(shù)。
基本差動電路存在如下問題： 電路難于絕對對稱，因此輸出仍然存在零漂；管子沒有采取消除零漂的措施，有時會使電路失去放大能力；它要對地輸出，此時的零漂與單管放大電路一樣。為此我們要學(xué)習(xí)另一種差動放大電路------長尾式差動放大電路 2：長尾式差動放大電路 它又被稱為射極耦合差動放大電路，如右圖所示：圖中的兩個管子通過射極電阻Re和Uee耦合。
下面我們來學(xué)習(xí)它的一些指標 （1）靜態(tài)工作點 靜態(tài)時，輸入短路，由于流過電阻Re的電流為IE1和IE2之和，且電路對稱，IE1=IE2，因此： （2）對共模信號的抑制作用 在這里我們只學(xué)習(xí)共模信號對長尾電路中的Re的作用。由于是同向變化的，因此流過Re的共模信號電流是Ie1+Ie2=2Ie，對每一管來說，可視為在射極接入電阻為2Re。
它的共模放大倍數(shù)為： （用第二章學(xué)的方法求得）由此式我們可以看出Re的接入，使每管的共模放大倍數(shù)下降了很多（對零漂具有很強的抑制作用） （3）對差模信號的放大作用 差模信號引起兩管電流的反向變化（一管電流上升，一管電流下降），流過射極電阻Re的差模電流為Ie1-Ie2，由于電路對稱，所以流過Re的差模電流為零，Re上的差模信號電壓也為零，因此射極視為地電位，此處“地”稱為“虛地”。因此差模信號時，Re不產(chǎn)生影響。
由于Re對差模信號不產(chǎn)生影響，故雙端輸出的差模放大倍數(shù)仍為單管放大倍數(shù)： （4）共模抑制比（CMRR）我們一般用共模抑制比來衡量差動放大電路性能的優(yōu)劣。CMRR定義如下：它的值越大，表明電路對共模信號的抑制能力越好。
有時還用對數(shù)的形式表示共模抑制比，即：，其中為差模增益。CMR的單位為：分貝 （dB） (5)一般輸入信號情況 如果差動電路的輸入信號，即不是共模也不是差模信號時：我們要把輸入信號分解為一對共模信號和一對差模信號，它們共同作用在差動電路的輸入端。
例1：如右圖所示電路，已知差模增益為48dB，共模抑制比為67dB,Ui1=5V,Ui2=5.01V，試求輸出電壓Uo解：∵=48dB，∴Aud≈-251， 又∵CMR=67dB ∴CMRR≈2239 ∴Auc=Aud/CMRR≈0.11則輸出電壓為： 三：集成運放的組成 它由四部分組成：1、偏置電路； 2、輸入級：為了抑制零漂，采用差動放大電路 3、中間級：為了提高放大倍數(shù)，一般采用有源負載的共射放大電路。 4、輸出級：為了提高電路驅(qū)動負載的能力，一般采用互補對稱輸出級電路 四：集成運放的性能指標 1、開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod它是指集成運放在無外加反饋回路的情況下的差模電壓的放大倍數(shù)。
2、最大輸出電壓 Uop-p它是指一定電壓下，集成運放的最大不失真輸出電壓的峰--峰值。3、差模輸入電阻rid它的大小反映了集成運放輸入端向差模輸入信號源索取電流的大小。
要求它愈大愈好。 4、輸出電阻 rO它的大小反映了集成運放在小信號輸出時的負載能力。
5、共模抑制比 CMRR它放映了集成運放對共模輸入信號的抑制能力，其定義同差動放大電路。CMRR越大越好。
五：低頻等效電路 在電路中集成運放作為一個完整的獨立的器件來對待。于是在分析、計算時我們用等效電路來代替集成運放。
由于集成運放主要用于頻率不高的場合，因此我們只學(xué)習(xí)低頻率時的等效電路。 右圖所示為集成運放的。
2.集成運算放大器計算
記住了，對于負反饋運放電路，遵循“虛斷”和“虛短”兩個規(guī)則；
因為虛斷，所以按節(jié)點電壓法有：
Vn*(1/R1+1/R2+1/Rf) - Ui1/R1 - Ui2/R2 = Uo/Rf;
因為虛短，即：Vn = Vp（虛短）；而 Vp = Ui3;
所以有： （Ui1-Vn）/R1 + (Ui2-Vn)/R2 = (Vn-Uo)/Rf;
Uo = Rf*[ Ui3*(1/R1+1/R2+1/Rf) - Ui1/R1 - Ui2/R2 ];
同理；
Vp = Ui2*R2/(R1+R2);
Vn*(1/R1+1/R2) - Ui1/R1 = Uo/R2;
好了，自己去代入具體參數(shù)計算吧
3.請問什么是運放/運算放大器
運算放大器（常簡稱為“運放”）是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。
在實際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。由于早期應(yīng)用于模擬計算機中，用以實現(xiàn)數(shù)學(xué)運算，故得名“運算放大器”，此名稱一直延續(xù)至今。
運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當中。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在。
運放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的行業(yè)當中。 歷史 第一個使用真空管設(shè)計的放大器大約在1930年前后完成，這個放大器可以執(zhí)行加與減的工作。
運算放大器最早被設(shè)計出來的目的是將電壓類比成數(shù)字，用來進行加、減、乘、除的運算，同時也成為實現(xiàn)模擬計算機（analog computer）的基本建構(gòu)方塊。然而，理想運算放大器的在電路系統(tǒng)設(shè)計上的用途卻遠超過加減乘除的計算。
今日的運算放大器，無論是使用晶體管（transistor）或真空管（vacuum tube）、分立式（discrete）元件或集成電路（integrated circuits）元件，運算放大器的效能都已經(jīng)逐漸接近理想運算放大器的要求。 早期的運算放大器是使用真空管設(shè)計，現(xiàn)在則多半是集成電路式的元件。
但是如果系統(tǒng)對于放大器的需求超出集成電路放大器的需求時，常常會利用分立式元件來實現(xiàn)這些特殊規(guī)格的運算放大器。[1] 1960年代晚期，仙童半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor）推出了第一個被廣泛使用的集成電路運算放大器，型號為μA709，設(shè)計者則是鮑伯·韋勒（Bob Widlar）。
但是709很快地被隨后而來的新產(chǎn)品μA741取代，741有著更好的性能，更為穩(wěn)定，也更容易使用。741運算放大器成了微電子工業(yè)發(fā)展歷史上一個獨一無二的象征，歷經(jīng)了數(shù)十年的演進仍然沒有被取代，很多集成電路的制造商至今仍然在生產(chǎn)741。
直到今天μA741仍然是各大學(xué)電子工程系中講解運放原理的典型教材。 編輯本段原理 運放如上圖有兩個輸入端a（反相輸入端），b（同相輸入端）和一個輸出端o。
也分別被稱為倒向輸入端非倒向輸入端和輸出端。當電壓加U-加在a端和公共端（公共端是電壓為零的點，它相當于電路中的參考結(jié)點。
）之間，且其實際方向從a 端高于公共端時，輸出電壓U實際方向則自公共端指向o端，即兩者的方向正好相反。當輸入電壓U 加在b端和公共端之間，U與U 兩者的實際方向相對公共端恰好相同。
為了區(qū)別起見，a端和b 端分別用"-"和" "號標出，但不要將它們誤認為電壓參考方向的正負極性。 電壓的正負極性應(yīng)另外標出或用箭頭表示。
反轉(zhuǎn)放大器和非反轉(zhuǎn)放大器如下圖： 運算放大器 運算放大器 一般可將運放簡單地視為：具有一個信號輸出端口（Out）和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運放制作同相、反相及差分放大器。 運放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。
對于雙電源供電運放，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。采用單電源供電的運放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。
運放的輸入電位通常要求高于負電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值。 經(jīng)過特殊設(shè)計的運放可以允許輸入電位在從負電源到正電源的整個區(qū)間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負電源也被允許。
這種運放稱為軌到軌（rail-to-rail）輸入運算放大器。 運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比，在音頻段有：輸出電壓=A0(E1-E2)，其中，A0 是運放的低頻開環(huán)增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的輸入信號電壓，E2 是反相端的輸入信號電壓。
編輯本段類型 按照集成運算放大器的參數(shù)來分，集成運算放大器可分為如下幾類。 運算放大器 1.通用型運算放大器 通用型運算放大器就是以通用為目的而設(shè)計的。
這類器件的主要特點是價格低廉、產(chǎn)品量大面廣，其性能指標能適合于一般性使用。 例μA741（單運放）、LM358（雙運放）、LM324（四運放）及以場效應(yīng)管為輸入級的LF356都屬于此種。
它們是目前應(yīng)用最為廣泛的集成運算放大器。 2.高阻型運算放大器 這類集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，一般rid>1GΩ~1TΩ，IB為幾皮安到幾十皮安。
實現(xiàn)這些指標的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點，用場效應(yīng)管組成運算放大器的差分輸入級。用FET作輸入級，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點，但輸入失調(diào)電壓較大。
常見的集成器件有LF355、LF347（四運放）及更高輸入阻抗的CA3130、CA3140等。 3.低溫漂型運算放大器 在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中，總是希望運算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。
低溫漂型運算放大器就是為此而設(shè)計的。目前常用的高精度、低溫漂運算放大器有OP07、OP27、AD508及由MOSFET組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型運算放大器 在快速A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、視頻放大器中，要求集成運算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR一定要高，單位增益帶寬BWG一定要足夠大，像通用型集成運放是不能適合于高速應(yīng)用的場合的。高速型運算放大器主要特點是具有高的轉(zhuǎn)換速率和寬的頻。
