集成运放输入级特性：高输入阻抗与零点漂移抑制

"运算放大器的结构和应用" 运算放大器是电子设计中不可或缺的元件，尤其在信号处理和控制领域中扮演着核心角色。集成运算放大器（简称运放）将多个放大电路元件集成在一个芯片上，具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高和成本低的特点。根据集成度、导电类型和功能，集成电路可以分为不同的类别。 运放通常由四个主要部分组成：输入级、中间级、输出级和偏置电路。 1. 输入级： 输入级是运放的第一道防线，其主要任务是提供高输入阻抗，这有助于减少因负载效应引起的零点漂移，并有效地抑制外部干扰信号。输入级通常采用带恒流源的差分放大器，这种设计能够提高共模抑制比，即对差模信号的放大而对共模信号的抑制，从而增强信号质量。 2. 中间级： 中间级负责提供高的电压增益，以满足系统对信号放大的需求。这一级常常采用带恒流源的共发射极放大电路，这种电路结构能提供稳定的放大性能，并且能够处理较大的信号电压。 3. 偏置电路： 偏置电路是用来设定和稳定运放内部晶体管工作点的，确保它们在合适的电压和电流下工作。常见的偏置电路包括镜像恒流源，这种电路可以提供稳定的电流，确保运放各部分的稳定工作。 4. 输出级： 输出级直接与负载相连，因此它需要低输出阻抗以提供强大的驱动能力。输出级通常采用互补对称电路（如BJT的差分对）或射极输出器（OP），它们能够提供良好的电压摆幅和驱动电流，同时保持输出信号的极性不受输入信号影响。 运放的应用广泛，包括： - 信号方面的应用：运放可以用来构建比例、加法、减法、微分和积分运算电路，以及有源滤波器，这些都是信号处理的基础。 - 负反馈应用：负反馈能够改善运放的线性度和稳定性，通过降低增益的不精确性和提高带宽来提升整体性能。 - 波形产生：运放可以用于产生正弦波、方波等波形，是函数发生器的核心部分。 - 电压比较器：运放作为比较器时，可以将输入信号与参考电压进行比较，输出高或低电平，用于阈值检测和逻辑控制。 了解集成运放的基本组成和主要参数（如开环增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽等）对于正确使用和设计电路至关重要。理想运放的概念是理论分析的基础，它假设无限大的输入阻抗、无限小的输出阻抗、无限大的增益和零输入失调电压等，但实际运放会有一定的偏差，需要在设计时考虑这些因素。 在使用运放时，应注意电源电压的选择、失调电压的补偿、防止电路进入非线性区（如饱和和截止）等问题，以确保电路的正常工作。集成运算放大器741是一个经典的运放型号，其电路原理图展示了上述各部分的连接方式，是学习运放设计的典型实例。