什么是運算放大器/比較器？

放大器（電壓放大器）和運算放大器模型

放大器具有通過放大器的放大系數增大輸入信號以進行輸出的功能。電氣/電子電路主要使用電壓和電流作為輸入信號和輸出信號。這種放大電路的配置分為以下四種類型：

• VCVS（壓控電壓源）電壓輸入/電壓輸出
• CCCS（電流控制電流源）電流輸入/電流輸出
• VCCS（壓控電流源）電壓輸入/電流輸出
• CCVS（電流控制電壓源）電流輸入/電壓輸出

上述四種類型所需的功能是在不衰減的情況下檢測和放大輸入信號，并在不衰減負載的情況下提供輸出信號。我們將通過對輸入信號源、放大器和負載進行建模來考慮放大器所需的功能。圖 1 (a) – (d) 顯示了上述四個放大器的模型，包括輸入信號源和負載。圖1(a)所示為壓控電壓源模型。該放大器的輸入電阻用 Ri 表示，輸出電阻用 Ro 表示，放大系數用 Av 表示。輸入信號源由電壓源 Vs、輸出電阻 Rs 和負載 RL 建模。使用這些模型，通過以下等式計算輸出電壓：

Vo=(RL/(Ro+RL))·Av·(Ri/(Rs+Ri))·Vs (1.1.1)

信號電壓被 Rs 和 Ri 分壓，使衰減后的信號輸入到放大器。放大器的輸出電壓被 Ro 和 RL 分壓，并提供給負載。Ri越大，輸入到放大器的信號電壓衰減越小；Ro 越小，提供給負載的輸出電壓衰減越小。

假設公式（1.1.1）中 Ri = ∞ [Ω] 且 Ro = 0 [Ω]，則

Vo=Av·Vs (1.1.2)

圖 1 放大器類型

我們知道，放大后的電壓可以在不衰減的情況下提供給負載，信號源的電壓也不會衰減。因此，希望為壓控電壓源提供無窮大的輸入電阻和零輸出電阻。其他三種放大器所需的輸入電阻和輸出電阻匯總在圖 2 的表格中。當分為上述四種放大器時，運算放大器是一種電壓控制電壓源。因此，對于通常具有接近這種特性的電路配置的運算放大器來說，高輸入電阻和低輸出電阻是優選的。

圖2 理想的輸入輸出電阻

編輯：hfy