2_运算放大器及应用1.pdfVIP

运算放大器及应用(1)

主讲：钟洪声

运算放大器（OperationalAmplifier）

运算放大器（简称OP、OPA、OPAMP）是

一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通

常为单端输出（Differential-in,single-

endedoutput）的高增益（gain）电压放

大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运

算电路中，因而得名。

运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学

仪器领域。一般用途的集成电路运算放大器

成本很低，运算放大器的设计已经非常可靠。

运算放大器基础

n常用符号

反相输入端－∞

＋输出端

同相输入端＋

uV：同相输入端（non-invertinginput）

+

uV：反相输入端（invertinginput）

−

uVout:输出端（output）

uV:正电源端（亦可能以V、V或+V表示）

S+DDCCCC

uV:负电源端（亦可能以V、V或-V表示）

S−SSEECC

差模输入电压：uD=uP-uN

共模输入电压：u=(u+u)/2

CPN

输出电压：uO

主要功能

只要uD增加很少很少一点，uO就会增加很多很多!!!

而uC改变时，uO改变不大

uA(uu)

OdPN

A称为差模电压放大倍数

d

可达数百万倍

理想运算放大器（idealOP-AMP）

一个理想的运算放大器

应具备下列特性：

无限大的输入阻抗（Zin=∞）：理想的运算放

大器输入端不容许任何电流流入，即上图中的V与V两端点的电流信号恒为零，亦即

+-

输入阻抗无限大。

趋近于零的输出阻抗（Zout=0）：理想运算放大器的输出端是一个完美的电压源，无

论流至放大器负载的电流如何变化，放大器的输出电压恒为一定值，亦即输出阻抗为

零。

无限大的开环增益（A=∞）：理想运算放大器的一个重要性质就是开环的状态下，对

d

输入端的差动信号有无限大的电压增益，这个特性使得运算放大器十分适合在实际应

用时加上负反馈组态。

无限大的共模抑制比（CMRR=∞）：理想运算放大器只能对V与V两端点电压的差值