运算放大器基本原理及输入输出

运算放大器有三个端口，其中有两个输入端口，分别为“+”和“-”，一个输出端口。当输入信号从“-”端口输入放大器时，输出端的输出信号与输入信号反相;反之，当输入信号从“+”端口输入放大器时，输出端的输出信号与输入信号同相;当两个输入端口同时输入信号时，运算放大器实现减数运算，输出信号与较大的一方同相。

运算放大器的特点

运算放大器（Operational Amplifier，简称 Op-Amp）是一种重要的电子元件，在模拟电路中有着广泛的应用。运算放大器具有以下几个主要特点：

1. 高增益：运算放大器具有非常高的开环增益，通常可以达到几万甚至几十万倍。这种高增益性质可以使运算放大器在输出信号中放大微小的输入信号，从而提高整个系统的增益。

2. 高输入阻抗：运算放大器的输入端具有非常高的输入阻抗，这意味着它几乎不消耗输入信号的电流，从而不会对被连接的信号源产生影响，保持信号源节省功耗。

3. 低输出阻抗：运算放大器的输出端具有低输出阻抗，可以输出较大的电流，适用于驱动各种负载电路。

4. 虚短路输入性质：理想的运算放大器输入端具有虚短路的特性，即输入电阻无穷大，输入电流为零。在实际应用中，我们可以近似认为运算放大器的输入电阻很大，输入电流很小。

5. 广泛的使用：运算放大器在各种电路设计中有着广泛的应用，包括比较器、滤波器、放大器、积分器、微分器等功能电路。

6. 反馈网络：运算放大器通常与反馈电路一起使用，利用反馈网络可以调节运算放大器的增益、带宽和稳定性，实现多种电路功能。

所以说，运算放大器基本上可以说是一个电压放大器。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的 输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。基本的运算放大器如图1所示：

图 基本运算放大器

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）状态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。

但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

运算放大器同向输入端和反向输入端怎么区分

运算放大器的同向输入端和反向输入端可以通过其引脚连接方式和应用上的不同来区分。

1. 同向输入端（+）：在典型的运算放大器符号表示中，同向输入端通常用“+”表示。同向输入端是用来接收信号输入的电路端口，通常用于连接输入信号源或信号处理电路。在一般应用中，同向输入端通常用于接收非反馈信号。

2. 反向输入端（-）：在典型的运算放大器符号表示中，反向输入端通常用“-”表示。反向输入端则是用来连接反馈电路或连接至地的端口。在负反馈电路中，反向输入端通常用于连接反馈电路，通过反馈控制放大器的增益和性能。

通过以上区分，可以清楚地识别运算放大器的同向输入端和反向输入端。在实际电路设计和应用中，正确连接同向输入端和反向输入端是非常重要的，不仅能确保运算放大器正常工作，还可以发挥其优异的放大和运算功能。

审核编辑：黄飞