上次我們學(xué)過了半導(dǎo)體，今天我們來復(fù)習(xí)一下運算放大器，以及使用了運算放大器的放大器電路和比較器。 方便多用途的集成電路 — 運算放大器 運算放大器是一種可以進行數(shù)學(xué)運算的放大電路。運算放大器不僅可以通過增大或減小模擬輸入信號來實 現(xiàn)放大，還可以進行加減法以及微積分等運算。所以，運算放大器是一種用途廣泛，又便于使用的集成電路。 圖1：運算放大器的電路符號 如圖1所示，運算放大器的電路符號有正相輸入端Vin（ ）和反相輸入端Vin（－）兩個輸入引腳，以及一個輸出引腳Vout。實際上運算放大器還有電源引腳（ 電源、－電源）和偏移輸入引腳等，在電路符號上沒有表示出來。 運算放大器的主要功能是以高增益放大、輸出2個模擬信號的差值。我們將放大2個輸入電壓差的運放稱為差動放大器。當(dāng)Vin( )電壓較高時，正向放大輸出 。當(dāng)Vin（－）電壓較高時，負向放大輸出。此外，運算放大器還具有輸入阻抗極大和輸出阻抗極小的特征。 即使輸入信號的差很小，由于運算放大器有極高 的放大倍數(shù)，所以，也會導(dǎo)致輸出最大或最小電壓值。因此，常常要加負反饋后使用。下面讓我們來看一個使用了負反饋的放大器電路。 運算放大器的基本(1) - 反相放大器電路 如圖2所示，反相放大器電路具有放大輸入信號并反相輸出的功能?！胺聪唷钡囊馑际钦?、負號顛倒。這個放大器應(yīng)用了負反饋技術(shù)。所謂負反饋，即將輸出信號的一部分返回到輸入，在圖2所示電路中，象把輸出Vout經(jīng)由R2連接(返回)到反相輸入端（－）的連接方法就是負反饋。 我們來看一下這個反相放大器電路的工作過程。運算放大器具有以下特點，當(dāng)輸出端不加電源電壓時，正相輸入端（ ）和反相輸入端（－）被認為施加了相同的電壓，也就是說可以認為是虛短路。所以，當(dāng)正相輸入端（ ）為0V時，A點的電壓也為0V。根據(jù)歐姆定律，可以得出經(jīng)過R1的I1=Vin/R1。 圖2：反相放大器電路 另外，運算放大器的輸入阻抗極高，反相輸入端（－）中基本上沒有電流。因此，當(dāng)I1經(jīng)由A點流向R2時，I1和I2電流基本相等。由以上條件，對 R2使用歐姆定律，則得出Vout=－I1×R2。I1為負是因為I2從電壓為0V的點A流出。換一個角度來 看，當(dāng)反相輸入端(－)的輸入電壓上升時，輸出會被反相，向負方向大幅度放大。由于這個負方向的輸出電壓經(jīng)由R2與反相輸入端相連，因此，會使反相輸入端(－)的電壓上升受阻。反相輸入端和正相輸入端電壓都變?yōu)?V，輸出電壓穩(wěn)定。 那么我們通過這個放大器電路中輸入與輸出的關(guān)系來計算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即Vout/Vin=（－I1×R2）/（I1×R1）=－R2/R1。所得增益為－表示波形反相。 在這個算公式中需要特別注意的地方是，增益僅由R1和R2電阻比決定。也就是說。我們可以通過改變電阻容易地改變增益。在具有高增益的運算放大器上應(yīng)用負反饋，通過調(diào)整電阻值，就可以得到期望的增益電路。 運算放大器的基本(2) — 正相放大器電路 與反相放大器電路相對， 圖3所示電路叫做正相放大器電路。與反相放大器電路最大的不同是，在正相放大器電路中，輸入波形和輸出波形的相位是相同的，以及輸入信號是加在正相輸入端（ ）。與反相放大器電路相同的是，兩個電路都利用了負反饋。 我們來看一下這個電路的工作過程。首先，通過虛短路，正相輸入端（ ）和反相輸入端 （－）的電壓都是Vin，即點A電壓為Vin。根據(jù)歐姆定律，VinR1×I1。另外，運算放大器的兩個輸入端上基本沒有電流，所以 I1=I2。而V