運(yùn)算放大器（OPerational AMPlifier）是模擬電子電路的基本組成部分。

它們是具有直流放大器所有特性的線性器件。可以在運(yùn)算放大器上使用外部電阻器或電容器，有許多不同的方法可以使它們成為不同形式的放大器，例如反相放大器、同相放大器、電壓跟隨器、比較器、差分放大器、求和放大器、積分器等。

運(yùn)算放大器可以是單個，雙個、四運(yùn)算等，它們具有出色的性能，輸入電流和電壓非常低。理想的運(yùn)算放大器除了其他端子外，還具有三個重要的端子。輸入端子為反相輸入和同相輸入。第三個端子是可以吸收和提供電流和電壓的輸出。輸出信號是放大器增益乘以輸入信號的值。

運(yùn)算放大器的5個理想特性

1、開環(huán)增益

開環(huán)增益是沒有正反饋或負(fù)反饋的運(yùn)算放大器的增益。理想的運(yùn)算放大器應(yīng)具有無限的開環(huán)增益，但通常在20，000到2， 00000之間。

2、輸入阻抗

它是輸入電壓與輸入電流的比值，它應(yīng)該是無限的，沒有從電源到輸入的任何電流泄漏。但是在大多數(shù)運(yùn)算放大器中都會有一些皮安電流泄漏。

3、輸出阻抗

理想的運(yùn)算放大器應(yīng)具有零輸出阻抗，且沒有任何內(nèi)阻。這樣它就可以為連接到輸出的負(fù)載提供全電流。

4、帶寬

理想的運(yùn)算放大器應(yīng)具有無限的頻率響應(yīng)，以便它可以將任何頻率從直流信號放大到最高交流頻率，但大多數(shù)運(yùn)算放大器的帶寬有限。

5、偏移

當(dāng)輸入之間的電壓差為零時，運(yùn)算放大器的輸出應(yīng)為零。但在大多數(shù)運(yùn)算放大器中，關(guān)閉時輸出不會為零，但會產(chǎn)生微小的電壓。

uA741運(yùn)算放大器引腳配置

在典型的運(yùn)算放大器中，將有8個引腳，這些分別是：

Pin1 - 偏移空（Offset Null）

Pin2 – 反相輸入INV（Inverting input INV）

Pin3 – 非反相輸入Non-INV（Non inverting input Non-INV）

Pin4 - 地 - 負(fù)電源（Ground- Negative supply）

Pin5 - 偏移空（Offset Null）

Pin6 – 輸出（Output）

Pin7 – 正電源（Positive supply）

Pin8 – 頻閃（Strobe）

運(yùn)算放大器中的4種增益類型

電壓增益 - 電壓輸入和電壓輸出；

電流增益 - 電流輸入和電流輸出；

跨導(dǎo) - 電壓輸入和電流輸出；

跨阻 - 電流輸入和電壓輸出。

運(yùn)算放大器的主要應(yīng)用

1、放大

運(yùn)算放大器的放大輸出信號是兩個輸入信號之差。

上圖是運(yùn)算放大器的簡單連接。如果兩個輸入端都提供相同的電壓，則運(yùn)算放大器將獲取兩個電壓之間的差值，它將為0。運(yùn)算放大器將其乘以增益1，000，000，因此輸出電壓為0。當(dāng)2伏電壓為給一個輸入和另一個輸入1伏，然后運(yùn)算放大器將取其差異并乘以增益。即1伏x 1，000，000。但是這個增益非常高，所以為了降低增益，從輸出到輸入的反饋通常是通過一個電阻來完成的。

反相放大器：

上圖顯示的電路是一個反相放大器，其非反相輸入接地。兩個電阻器R1和R2以這樣的方式連接在電路中，即R1饋送輸入信號，而R2將輸出返回到反相輸入。在這里，當(dāng)輸入信號為正時，輸出將為負(fù)，反之亦然。輸出相對于輸入的電壓變化取決于電阻器R1和R2的比率。R1選為1K，R2選為10K。如果輸入接收到1伏，則將有1毫安電流通過R1，輸出必須變?yōu)?0

伏，以便通過R2提供1毫安電流并保持反相輸入端的零電壓。因此電壓增益為R2/R1，即10K/1K=10。

同相放大器：

上面顯示的電路是一個非反相放大器，此處非反相輸入接收信號，而反相輸入連接在R2和R1之間。當(dāng)輸入信號正或負(fù)移動時，輸出將同相并保持反相輸入端的電壓與同相輸入端的電壓相同。在這種情況下，電壓增益將始終高于1，因此是（1+R2/R1）。

2、電壓跟隨器

上面的電路是一個電壓跟隨器。在這里它提供了高輸入阻抗，低輸出阻抗。當(dāng)輸入電壓變化時，輸出和反相輸入將同樣變化。

3、比較器

運(yùn)算放大器將一個輸入端施加的電壓與另一個輸入端施加的電壓進(jìn)行比較，電壓之間的任何差異（如果很小）都會使運(yùn)算放大器進(jìn)入飽和狀態(tài)。當(dāng)提供給兩個輸入的電壓具有相同的幅度和相同的極性時，運(yùn)算放大器的輸出為0伏。

比較器產(chǎn)生有限的輸出電壓，可以輕松與數(shù)字邏輯接口，即使需要驗證兼容性。