一直以來(lái)，運(yùn)算放大器都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)?lái)運(yùn)算放大器的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

一、運(yùn)算放大器

運(yùn)算放大器是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。下面，我們看一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器電路 -- 反相放大器。“反相”的意思是正、符號(hào)顛倒。這個(gè)放大器應(yīng)用了負(fù)反饋技術(shù)。所謂負(fù)反饋，即將輸出信號(hào)的一部分返回到輸入，在下圖所示電路中，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(fù)反饋。

我們來(lái)看一下這個(gè)反相放大器電路的工作過(guò)程。運(yùn)算放大器具有以下特點(diǎn)，當(dāng)輸出端不加電源電壓時(shí)，同相輸入端（+）和反相輸入端（－）被認(rèn)為施加了相同的電壓，也就是說(shuō)可以認(rèn)為是虛短路。所以，當(dāng)同相輸入端（+）為0V時(shí)，A點(diǎn)的電壓也為0V。根據(jù)歐姆定律，可以得出經(jīng)過(guò)R1的I1=Vin/R1。

另外，運(yùn)算放大器的輸入阻抗極高，反相輸入端（－）中基本上沒(méi)有電流。因此，當(dāng)I1經(jīng)由A點(diǎn)流向R2時(shí)，I1和I2電流基本相等。由以上條件，對(duì) R2使用歐姆定律，則得出Vout=－I1×R2。I1為負(fù)是因?yàn)镮2從電壓為0V的點(diǎn)A流出。換一個(gè)角度來(lái) 看，當(dāng)反相輸入端（－）的輸入電壓上升時(shí)，輸出會(huì)被反相，向負(fù)方向大幅度放大。由于這個(gè)負(fù)方向的輸出電壓經(jīng)由R2與反相輸入端相連，因此，會(huì)使反相輸入端（－）的電壓上升受阻。反相輸入端和同相輸入端電壓都變?yōu)?V，輸出電壓穩(wěn)定。

那么我們通過(guò)這個(gè)放大器電路中輸入與輸出的關(guān)系來(lái)計(jì)算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即Vout/Vin=（－I1×R2）/（I1×R1）=－R2/R1。

二、運(yùn)算放大器參數(shù)解讀

頻率響應(yīng)和帶寬（BW）

理想的運(yùn)算放大器具有無(wú)窮大的帶寬（BW），并且無(wú)論信號(hào)頻率如何變化，都能保持高增益。但實(shí)際上所有運(yùn)算放大器都具有有限的帶寬，通常稱為“ -3dB”帶寬，超過(guò)該帶寬，放大器的增益以-20dB / decade的速率隨頻率增加而下降。具有較高帶寬的運(yùn)算放大器性能也更優(yōu)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谳^高的頻率下仍可保持較高增益，但較高的增益也會(huì)導(dǎo)致更大功耗或更高的成本。

圖：運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)曲線

增益帶寬積（GBP）

顧名思義，GBP是放大器增益和帶寬的乘積。GBP是整個(gè)曲線上的常數(shù)，可以通過(guò)公式（1）來(lái)計(jì)算：

GBP是在運(yùn)算放大器的增益達(dá)到單位增益的頻率點(diǎn)測(cè)得。用戶可以用它來(lái)計(jì)算不同頻率下設(shè)備的開(kāi)環(huán)增益。GBP通常用于衡量一個(gè)運(yùn)放是否有用并衡量其性能，因?yàn)榫哂休^高GBP的運(yùn)算放大器可在較高頻率下提供更佳性能。

這些都是在設(shè)計(jì)中選擇運(yùn)算放大器時(shí)要考慮的主要參數(shù)，但根據(jù)應(yīng)用和性能需求，還有許多其他參數(shù)也會(huì)影響設(shè)計(jì)選擇，如輸入失調(diào)電壓、噪聲、靜態(tài)電流和電源電壓等。

負(fù)反饋和閉環(huán)增益

在運(yùn)算放大器中，負(fù)反饋是通過(guò)將一部分輸出信號(hào)通過(guò)外部反饋電阻器饋送回反相輸入端來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

圖：反相運(yùn)算放大器的負(fù)反饋

負(fù)反饋用于穩(wěn)定增益。通過(guò)使用負(fù)反饋，閉環(huán)增益可以通過(guò)外部反饋組件來(lái)確定，它比通過(guò)運(yùn)算放大器內(nèi)部組件確定增益具有更高的精度。因?yàn)閮?nèi)部運(yùn)算放大器組件可能由于工藝變化、溫度變化、電壓變化和其他因素而差異很大。閉環(huán)增益可通過(guò)公式（2）來(lái)計(jì)算：

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