上次我們學(xué)過了半導(dǎo)體，今天我們來復(fù)習(xí)一下運(yùn)算放大器，以及使用了運(yùn)算放大器的放大器電路和比較器。 方便多用途的集成電路 — 運(yùn)算放大器 運(yùn)算放大器是一種可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的放大電路。運(yùn)算放大器不僅可以通過增大或減小模擬輸入信號(hào)來實(shí) 現(xiàn)放大，還可以進(jìn)行加減法以及微積分等運(yùn)算。所以，運(yùn)算放大器是一種用途廣泛，又便于使用的集成電路。 圖1：運(yùn)算放大器的電路符號(hào) 如圖1所示，運(yùn)算放大器的電路符號(hào)有正相輸入端Vin（ ）和反相輸入端Vin（－）兩個(gè)輸入引腳，以及一個(gè)輸出引腳Vout。實(shí)際上運(yùn)算放大器還有電源引腳（ 電源、－電源）和偏移輸入引腳等，在電路符號(hào)上沒有表示出來。 運(yùn)算放大器的主要功能是以高增益放大、輸出2個(gè)模擬信號(hào)的差值。我們將放大2個(gè)輸入電壓差的運(yùn)放稱為差動(dòng)放大器。當(dāng)Vin( )電壓較高時(shí)，正向放大輸出 。當(dāng)Vin（－）電壓較高時(shí)，負(fù)向放大輸出。此外，運(yùn)算放大器還具有輸入阻抗極大和輸出阻抗極小的特征。 即使輸入信號(hào)的差很小，由于運(yùn)算放大器有極高 的放大倍數(shù)，所以，也會(huì)導(dǎo)致輸出最大或最小電壓值。因此，常常要加負(fù)反饋后使用。下面讓我們來看一個(gè)使用了負(fù)反饋的放大器電路。 運(yùn)算放大器的基本(1) - 反相放大器電路 如圖2所示，反相放大器電路具有放大輸入信號(hào)并反相輸出的功能。“反相”的意思是正、負(fù)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，在圖2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。 我們來看一下這個(gè)反相放大器電路的工作過程。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)，正相輸入端（ ）和反相輸入端（－）被認(rèn)為施加了相同的電壓，也就是說可以認(rèn)為是虛短路。所以，當(dāng)正相輸入端（ ）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R1的I1=Vin/R1。 圖2：反相放大器電路 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 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。反相輸入端和正相輸入端電壓都變?yōu)?V，輸出電壓穩(wěn)定。 那么我們通過這個(gè)放大器電路中輸入與輸出的關(guān)系來計(jì)算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即Vout/Vin=（－I1×R2）/（I1×R1）=－R2/R1。所得增益為－表示波形反相。 在這個(gè)算公式中需要特別注意的地方是，增益僅由R1和R2電阻比決定。也就是說。我們可以通過改變電阻容易地改變?cè)鲆?。在具有高增益的運(yùn)算放大器上應(yīng)用負(fù)反饋，通過調(diào)整電阻值，就可以得到期望的增益電路。 運(yùn)算放大器的基本(2) — 正相放大器電路 與反相放大器電路相對(duì)， 圖3所示電路叫做正相放大器電路。與反相放大器電路最大的不同是，在正相放大器電路中，輸入波形和輸出波形的相位是相同的，以及輸入信號(hào)是加在正相輸入端（ ）。與反相放大器電路相同的是，兩個(gè)電路都利用了負(fù)反饋。 我們來看一下這個(gè)電路的工作過程。首先，通過虛短路，正相輸入端（ ）和反相輸入端 （－）的電壓都是Vin，即點(diǎn)A電壓為Vin。根據(jù)歐姆定律，VinR1×I1。另外，運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端上基本沒有電流，所以 I1=I2。而V