运算放大器的常用电路图及其工作原理

今天我们介绍一下基于运算放大器的反相放大器、同相放大器、加法器、减法器的电路图及其工作原理。要读懂运算放大器的常用电路图，理解其工作原理，首先要了解运算放大器的两个重要概念：虚短和虚断。前面我们已经对虚短和虚断的概念进行了简单的介绍，感兴趣的小伙伴可以去考个古。

虚短：等效短路，但不能视为短路（Vin+=Vin-）。

虚断：等效断路，但不能视为断路（输入差模电阻Ri非常大、电流非常小）。

1、反相放大器

反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。

运算放大器同相端接地Vin+等于0V，由于反相端与同相端虚短，所以Vin-也等于0V；反相输入端输入差模电阻Ri非常高，反相端和同相端虚断，几乎没有电流流经反相输入端，那么此时R1和R2相当于是串联，即流过R1的电流I1和流过R2的电流I2大小相等。

那么

这就是反相放大器的输入输出关系式了，R2越大，R1越小，反相放大电压越大。

2、同相放大器

同相放大器电路具有放大输入信号并同相输出的功能。

同相输入端与反相输入端虚短，那么Vin+就等于Vin-；由于虚断，反相输入端没有电流输入输出，R1和R2相当于串联，通过R1的电流I1与通过R2的电流I2相等。

那么

这就是同相放大器的输入输出关系式了，R1越大，R2越小，同相放大电压越大。

3、加法器

加法器是产生数的和的装置。

（1）电路图一

同相输入端与反相输入端虚短，Vin+等于Vin-，由于虚断和基尔霍夫定律，流过R2与R1的电流之和等于流过R3的电流

那么

如果R1=R2=R3，则Vout=-V1-V2，这就是加法器了。

（2）电路图二

同相输入端与反相输入端虚短，Vin+=Vin-，由于虚断，同相位端无电流流过，流过R2与R1的电流相等；由于虚断，反相位端也无电流流过，流过R3与R4的电流也相等

当R1=R2、R3=R4时，我们可以得出

这就是另外一个加法器了

4、减法器

减法器是产生数的差的装置。

同相输入端与反相输入端虚短，Vin+=Vin-，由于虚断，同相位端无电流流过，流过R2与R1的电流相等；由于虚断，反相位端也无电流流过，流过R3与R4的电流也相等

当R1=R2、R3=R4时，我们可以得出

这就是减法器了。