運(yùn)算放大器是一個(gè)內(nèi)含多級(jí)放大電路的電子集成電路，其輸入級(jí)是差分放大電路，具有高輸入電阻和抑制零點(diǎn)漂移能力。為增進(jìn)大家對(duì)運(yùn)算放大器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)運(yùn)算放大器工作原理、運(yùn)算放大器計(jì)算公式、選用方法予以介紹。如果你對(duì)運(yùn)算放大器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、運(yùn)算放大器的工作原理

運(yùn)算放大器由多個(gè)晶體管、電阻和電容器等元件組成。它的輸入端有兩個(gè)差模輸入端和一個(gè)共模輸入端，輸出端有一個(gè)單端輸出。

差模輸入：

運(yùn)算放大器的差模輸入是指將信號(hào)的正負(fù)兩端分別連接到兩個(gè)輸入端的差模輸入。它的作用是放大輸入信號(hào)的差值。

當(dāng)差模輸入發(fā)生變化時(shí)，運(yùn)算放大器將根據(jù)差模放大倍數(shù)來(lái)放大輸入信號(hào)。差模放大倍數(shù)通常在10萬(wàn)以上，使得輸入信號(hào)的微小變化可以被放大到可以控制輸出的范圍。

共模輸入：

運(yùn)算放大器的共模輸入是指將信號(hào)的正負(fù)兩端都連接到共模輸入端。它的作用是放大輸入信號(hào)的平均值。

共模輸入對(duì)運(yùn)算放大器的輸出沒(méi)有直接的影響，但是在實(shí)際應(yīng)用中需要盡量減小共模輸入對(duì)輸出的影響，以保證輸出的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

單端輸出：

運(yùn)算放大器的輸出端輸出放大后的信號(hào)。

運(yùn)算放大器的輸出可以是單端輸出，也可以是雙端輸出。單端輸出指輸出信號(hào)的正負(fù)兩端只有一個(gè)端口，雙端輸出指輸出信號(hào)的正負(fù)兩端都有端口。在實(shí)際應(yīng)用中，單端輸出是比較常見(jiàn)的形式。

二、運(yùn)算放大器的計(jì)算公式

基本增益計(jì)算公式：

運(yùn)算放大器是一個(gè)高增益的放大器，它的放大倍數(shù)可以根據(jù)以下公式計(jì)算：

G=-(Rf/Rin)

其中，G為運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)，Rf為反饋電阻(連接輸出端和輸入端的電阻)，Rin為輸入電阻(連接輸入端和地的電阻)。

輸入偏置電流計(jì)算公式：

運(yùn)算放大器的輸入端存在一個(gè)非零的偏置電流，它的大小可以根據(jù)以下公式計(jì)算：

Ib=(Ib1+Ib2)/2

其中，Ib為輸入偏置電流，Ib1和Ib2分別為運(yùn)算放大器兩個(gè)輸入端的偏置電流。

輸出電壓計(jì)算公式：

運(yùn)算放大器的輸出電壓可以根據(jù)以下公式計(jì)算：

Vout=-(G*(V2-V1)+Vos)-Ib*Rin

其中，Vout為輸出電壓，G為運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)，V2和V1分別為輸入端的電壓，Vos為運(yùn)算放大器的輸入偏置電壓，Ib為輸入偏置電流，Rin為輸入電阻。

三、運(yùn)算放大器的選擇指標(biāo)和應(yīng)用設(shè)計(jì)指南

在實(shí)際選用時(shí)，應(yīng)盡量選用通用型運(yùn)算放大器，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀踪?gòu)得且性價(jià)比高，只有通用型不能滿足要求時(shí)，才能選用專用型,這樣即可降低成本，又容易保證貨源。

隨著技術(shù)的成熟科技的發(fā)展,運(yùn)算放大器的應(yīng)用越來(lái)越廣,在面對(duì)各種不同類型的運(yùn)算放大器的時(shí)候,對(duì)其選擇也有一些常用的技術(shù)指示.這為選擇到即能滿足要求,又能節(jié)約資料源起到了很大的作用.常用的選用指標(biāo)有:

首先從選擇電壓入手。由于為工業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)的放大器電壓大多是±15V，但考慮是要為在3V(或5V以下)電壓運(yùn)行的手持設(shè)備研發(fā)，則可以將此±15V系列的放大器排除。此外，應(yīng)該根據(jù)要求決定哪種包裝和價(jià)格。

精密 主要與輸入失調(diào)電壓(Vos)及其相對(duì)溫度漂移的變化以及PSRR和CMRR有關(guān)。

增益帶寬乘積(GBW) 電壓反饋型增益運(yùn)算放大器的增益帶寬決定在某項(xiàng)應(yīng)用中的有用帶寬。

功耗(LQ要求) 許多應(yīng)用中的重要問(wèn)題。由于運(yùn)算放大器有可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功率分配產(chǎn)生巨大的影響，因此靜態(tài)電流是至關(guān)重要的設(shè)計(jì)依據(jù)，尤其是在電池供電型應(yīng)用中。

輸入偏置電流(LB) 由于受到源阻抗或反饋?zhàn)杩沟挠绊懚赡墚a(chǎn)生失調(diào)誤差。采用高源阻抗或高阻抗反饋元件(比如跨阻抗放大器或積分器)的應(yīng)用往往要求低輸入偏置電流。FET輸入和CMOS運(yùn)算放大器一般可提供非常低的輸入偏置電流。

封裝尺寸要根據(jù)應(yīng)用選擇適合應(yīng)用的運(yùn)放,以適合封裝的要求。

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