运算放大器内部构造及原理图解运算放大器内部构造及原理图解
集成运算放大器（以后简称集成运放）是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电
路。它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，下图所示为集成运放的内部电路组成框图。
一、运算放大器内部构造
集成运算放大器（以后简称集成运放）是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。它的类型很
多，电路也不一样，但结构具有共同之处，下图所示为集成运放的内部电路组成框图。
图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差动放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他
方面的性能，它的两个输人端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级
或多级放大电路组成。
输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器构成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电
流。此外还有一些辅助环节。如电平移动电路，过载保护电路以及高频补偿电路等。
图常规运放符号与创意原理符号
从常规运放符号看，除了输入、输出3个端子，正常工作时还需供电两个端子，这样一来，运放电路其实是个五端元件了。输
入端+、－的标记是依据两输入端与OUT端相互影响的电压变化趋势来规定的，若令IN+端接地（或施加固定不变之电压），
信号从IN-端进入，输入电压升高时，输出电压是降低的，呈反相关系，则为反相放大器；反之，当信号从IN+端进入，输入电
压与输出电压变化则是同步的，则为同相放大器。
将三角形内部的输出级搬出来，即成为图中的b电路了。运放电路的典型供电电压为±15V，其输出级电路为NPN和PNP三极
管构成的电压互补式放大器，Q1的c极接+15V，Q2的c极接－15V。±15V电源的公共地（+15V电源的负端）即为信号地（即
0V基准），此后所指输入电压、输出电压的高低，均指针对信号地而言。为了图面简洁，将前级电路的供电省略掉。以下原
理分析即据b图而为之。
我们先来从比较特性来出发，规定输入端IN+、IN-与输出级Q1、Q2的对应关系：
IN+对应Q1，当IN+》IN-时，Q1导通，使OUT输出电压往+15V上靠拢；
IN－对应Q2，当IN－》IN+时，Q2导通，使OUT输出电压往－15V上靠拢。
当运放电路处于开环状态时，因其放大倍数无穷大之故，只要IN－和IN+之间略有电位差，其输出电压即要么接近+15V，要么
接近-15V。输出只有高、低电平，而无其它结果，这说明开环时，运放变身为比较器身份，而出离放大器区域了。
二、运算放大器原理图解
1.运算放大器工作原理经典电路图一
图一运算放大器的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注
入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电
流是相同的。流过R1的电流I1=（Vi-V-）/R1……a流过R2的电流I2=（V--Vout）/R2……bV-=V+=0……cI1=I2……d求解上面
的初中代数方程得Vout=（-R2/R1）*Vi这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
评论0