有的運放上電后即使不輸入任何電壓也會有輸出，而且輸出還不小？

運放是電子電路中常用的重要組件之一，被廣泛應(yīng)用于放大、濾波、混頻、積分等各種電路中。通常情況下，運放只有在有輸入電壓時才能產(chǎn)生相應(yīng)的輸出電壓。然而，有一些特殊類型的運放，在上電后即使沒有輸入電壓，也會產(chǎn)生非零的輸出電壓。這種現(xiàn)象很神奇，但卻蘊含著深刻的電路原理和應(yīng)用價值。本文將詳細探討這些運放的工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域以及可能的實現(xiàn)方式。

一、引起輸出電壓的原因

在一般的運放中，輸出電壓是通過調(diào)節(jié)輸入電壓來實現(xiàn)的。然而，在某些特別設(shè)計的運放中，可以通過其他機制來產(chǎn)生輸出電壓，即使沒有輸入電壓。這些機制包括偏置電流、內(nèi)部振蕩器、熱噪聲、失調(diào)電壓等。下面將詳細介紹幾種常見的機制。

1. 偏置電流:

一些運放使用了偏置電流作為產(chǎn)生輸出電壓的機制。當(dāng)運放上電時，內(nèi)部的電流源會產(chǎn)生一個偏置電流，這個電流經(jīng)過放大后就成為了輸出電流，并在輸出端產(chǎn)生了相應(yīng)的電壓。盡管這種電壓通常不大，但已足夠被測量或用于特定的應(yīng)用。

2. 內(nèi)部振蕩器:

另一種產(chǎn)生輸出電壓的機制是使用內(nèi)部振蕩器。當(dāng)運放上電后，內(nèi)部振蕩器開始工作，在輸出端產(chǎn)生了一個特定頻率的交流信號。雖然沒有輸入電壓，但輸出端就能有一定的電壓幅值，這是由于內(nèi)部振蕩器的作用產(chǎn)生的。這種機制適用于一些需要產(chǎn)生連續(xù)波形信號的應(yīng)用。

3. 熱噪聲:

某些運放利用了熱噪聲作為產(chǎn)生輸出電壓的機制。熱噪聲是由于電路內(nèi)部元件的熱運動而產(chǎn)生的隨機信號。即使沒有輸入電壓，熱噪聲也會被放大并在輸出端產(chǎn)生一定的電壓。這種電壓可能不夠穩(wěn)定或精確，但可以作為一些特定應(yīng)用的基準(zhǔn)。

4. 失調(diào)電壓:

失調(diào)電壓是由于運放內(nèi)部的工藝不完美和器件參數(shù)不匹配而引起的。盡管這些偏差很小，但可能會在輸出端產(chǎn)生一個非零的電壓。這種電壓通常會隨著溫度的變化而變化，因此可以用于溫度傳感器或溫度補償電路。

二、運放上電后輸出的應(yīng)用領(lǐng)域

盡管這些神奇的運放在上電后會自動生成輸出電壓，但由于這些電壓可能不太穩(wěn)定或精確，因此不能直接用于一般的放大或信號處理電路。然而，它們在特定的應(yīng)用領(lǐng)域卻具有重要的意義。

1. 溫度測量:

利用運放上電后產(chǎn)生的輸出電壓隨溫度變化的特性，可以實現(xiàn)非接觸式溫度傳感器。通過測量輸出電壓并與事先確定的電壓-溫度關(guān)系進行比較，可以準(zhǔn)確地測量目標(biāo)物體的溫度。

2. 溫度補償電路:

運放上電后產(chǎn)生的失調(diào)電壓可用于溫度補償電路中。通過與其他溫度相關(guān)的電路參數(shù)相比較，可以實現(xiàn)動態(tài)補償，以提高整個電路的性能和穩(wěn)定性。

3. 噪聲發(fā)生器:

運放上電后產(chǎn)生的熱噪聲可以用于隨機信號生成器或噪聲測試電路。利用這種特性，可以生成不同頻率、不同幅度的噪聲信號，用于通信、音頻等領(lǐng)域。

4. 波形鎖定:

一些具有內(nèi)部振蕩器的運放可以用于波形鎖定電路中。通過調(diào)整運放的工作模式和諧振頻率，可以實現(xiàn)對特定波形進行捕捉和鎖定，實現(xiàn)頻率跟蹤和穩(wěn)定性控制。

結(jié)論：

神奇的運放，即使沒有輸入電壓，也能產(chǎn)生非零的輸出電壓。這一現(xiàn)象由于偏置電流、內(nèi)部振蕩器、熱噪聲以及失調(diào)電壓等機制的作用。盡管這些輸出電壓通常不大且不穩(wěn)定，但它們在溫度測量、溫度補償、噪聲發(fā)生器和波形鎖定等特定應(yīng)用領(lǐng)域具有重要價值。對于電子工程師和電路設(shè)計者來說，深入了解和利用這些特殊運放的工作原理和應(yīng)用，可以開創(chuàng)更廣闊的創(chuàng)新空間和應(yīng)用前景。