模拟电子技术：运算放大器详解及电路模型

模拟电子技术课程的第二章主要探讨运算放大器的相关知识。本章首先介绍了集成电路运算放大器，包括其内部组成单元，如图2.1.1和图2.1.2所示的国家规定符号和常用符号。电路模型中，运算放大器被定义为具有极高开环电压增益(Avo > 10^5)、大输入电阻(ri > 10^6 Ω)和小输出电阻(ro < 100 Ω)的器件，其输出电压vO与输入电压差(vP-vN)成正比，且存在一定的饱和限制。 理想运算放大器的特点是输入电阻接近无穷大(ri ≈ ∞)、输出电阻接近零(ro ≈ 0)，开环电压增益趋近无限大(Avo → ∞)，其输出电压vO等于输入电压差的放大倍数。理想情况下，当vP-vN > V+或vP-vN < V-时，输出电压分别达到饱和值V+或V-。此外，运放的输入电流几乎为零，而输出电压变化对输入电压的变化非常敏感。 基本线性运放电路主要包括同相放大电路和反相放大电路。同相放大电路通过电路图(a)和小信号模型(b)来解释，引入负反馈后，输出电压减小，增益下降，这是因为输出电压的变化导致输入电压差异减小，形成负反馈。在同相放大电路中，会出现“虚假短路”现象，即运放两输入端的电压几乎相等，这源于运放的高输入电阻。 反相放大电路则是另一种常见的电路类型，它通过改变输入信号的相位来放大信号。无论是同相还是反相放大，反馈都是关键的概念，区分开环和闭环工作模式，并理解反馈如何影响放大器的性能。 这一章节深入剖析了运算放大器的工作原理、电路模型以及它们在实际应用中的基本配置，为理解和设计模拟电子系统提供了核心理论基础。