反相放大器工作原理

电子电路中的运算放大器，有同相输入端和反相输入端，输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器，而输入端的极性和输出端相反极性的则称为反相放大器。反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。

原理简介

如图所示，反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。“反相”的意思是正、负号颠倒。这个放大 器应用了负反馈技术。所谓负反馈，即将输出信号的一部分返回到输入，在图所示电路中，象把输出Vout经由R2 连接（返回）到反相输入端（-）的连接方法就是负反馈。

运算放大器具有以下特点，当输出端不加电源电压时，正相输入端（+）和反相输入端（-）被认为施加了相同的电压，也就是说可以认为是虚短路。所以，当正相输入端 （+）为0V时，A点的电压也为0V。

运算放大器的输入阻抗极高，反相输入端（-）中基本上没有电流。因此，当Ie经由A点流向R2时，I1和I2电流基本相等。由以上条件，对R2使用欧姆定律，则得出Vout=- I1xR2。I1为负是因为I2从电压为0V的点A 流出。换一个角度来看，当反相输入端（-）的输入电压上升时，输出会被反相，向负方向大幅度放大。由于这 个负方向的输出电压经由R2与反相输入端相连，因此，会使反相输入端（-）的电压上升受阻。反相输入端和正 相输入端电压都变为0V，输出电压稳定。

通过这个放大器电路中输入与输出的关系来计算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即 Vout/Vin= （-I1xR2） / （I1xR1） =- R2/R1。所得增益为-，表示波形反相。

反相放大器工作原理

由输入电阻的反馈电阻的比例不同，反相放大器又可分为三种类型的电路。即：

（1）反相器。反馈电阻和输入电阻的比例关系为：R2=R1。

（2）反相放大器。反馈电阻和输入电阻的比例关系为：R2》R1。

（3）反相衰减器。反馈电阻和输入电阻的比例关系为：R2《R1。

其中反相器又称倒相器电路，因输出、输出变化趋势相反、其绝对值相等而得名；反相放大器，具有信号反相和放大双重作用；反相衰减器，具有信号反相和衰减双重作用。三种电路均有普遍应用。

分析其电路原理的出发点，仍为电阻串联分压唱主角，运放器件为配角。或可从输入电流角度进行分析亦可。如上图，将其偏置电路单独画出，更能说明问题。

图2 反相放大器三种偏置电路

上图a电路，R1、R2组成串联分压电路，信号极性决定了信号电流方向，向从下往下的，即从信号端流向输出端。因流入R1、R2的为同一电流，R1=R2，分压点为0V，故可推知OUT端必然为-1V。输出端的-1V（分压点的0V）是由输出级Q2的导通程度所决定的，是据输入信号自行调整的。

也可换个角度进行分析。因流入R1的信号电流为+1mA，须令流经R2的电流为-1mA，才能使其分压点为0V。而运放器件的任务，就是自动控制R2两端电压（或控制R2中流经与R1等量的反向电流），使其反相输入端变为0V（反相放大器的控制目标）而已。

由此推知，当R2》R1时，为得出流经R2电流仍为R1等量的反向电流，而OUT端必然要调整输出为-3V；当R2《R1时，为得出流经R2电流仍为R1等量的反向电流，而OUT端必然要调整输出为-0.5V。

整个运放电路，说穿了，嗨，就是玩转着电阻串联分压的一个游戏。只要掌握了电阻串联分压电路的分析能力，也就是找到了分析运放电路原理的金钥匙。