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Op-amp 中文叫做 運算放大器 ，其作用顧名思義，就是 在電路中起到運算和放大信號的作用 ，原教材中對其作用的介紹并不多，而是很快的涉及到了計算問題，學生在不知其作用的情況下肯定是學起來比較暈。

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首先集成和簡單電路中都涉及一個問題，就是電流信號的模擬，比如說錄音錄像機，橋狀二極管的整流，microphone的擴音等等，聲波和其它機械波的變化規律需要在電路中以電流的形式傳遞給不同的電器組件，并讓其做出反應，比如說音響，音響的接收端就是根據聲波的起伏，變頻，等等從而模擬出一個對應的電流信號，這個信號會改變電流周邊的磁場，進而再次還原出聲波信號。

其實在實際應用中電流的變化信號很小，比如聲波從100-200分貝的變化，反應給電流的話就是0.1mA 左右甚至不到，也就是說如果信號過于弱，10分貝的音量差就不足以被分辨和識別。 因此這個信號需要通過計算被放大，這就是運算大器（op-amp）的作用。

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下面對其工作原理做一個簡介

如圖所示，這是典型的反向放大電路，這塊的技術特點是V+ 接的是地線，就是0電勢點，注意V+叫non inverting voltage同相電壓，V-叫inverting voltage 反向電壓，而兩者之間沒有任何用電器，所以相對點位也為0。運算放大器的同向端接地=0V，反向端和同向端虛短（虛擬短路），反向輸入端輸入電阻很高，（二極管的特性，單向性）虛斷（虛擬斷路），幾乎沒有電流注入和流出，那么R1和R2相當于是串聯的，流過一個串聯電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。

流過R1的電流I1 = (Vi - V-)/R1，流過R2的電流I2 = (V- - Vout)/R2 ，又因虛擬短路V- = V+ = 0 ，固I1 = I2 ，求解上面的初中代數方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 這就是傳說中的反向放大器的輸入輸出關系式了。

**特別注意，這里的V- 和V+跟電源的正負極無關，V-只是根據二極管的特性相對于0電位點是個反向電壓，電流就必須流入R2 而不會走二極管的方向。圖中的+- 15v 大家不要糾結，只是說在電路不同方向相對于0電位點的電壓，因為電流流入R2 所以上端為正！！！

再說直白點兒 ，op-amp 的電路就是利用二極管的單向性來模擬一個巨大的電阻，使得電路處于虛擬斷路的狀態，強行把并聯電路擰成串聯電路，由于V+接地，所以V- 在電路中相當于反向電壓，這就是虛擬斷路，但R1 R2 是串聯關系，又得保證電流相等，那必然電阻大的電壓分的高，之前的公式中Vout = (-R2/R1)*Vi，也就是說R2/R1的比例就是電壓的放大倍數，所以很小的脈沖電流也可以被輕易地探測到了。

反過來說，我們如果知道R2/R1 的比值，也可以將擴音器接入OP-AMP 中，進而一段聲波流入，脈沖電流就會隨聲波的震動而變化，這就是所謂的聲吶！在軍事領域有廣大的應用，多普勒雷達，潛艇聲吶等等.....

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就再舉一例吧

圖二中Vi與V-之間構成虛擬短路，則 Vi = V-， 因為V-端為虛擬斷路，反向輸入端沒有電流輸入輸出，通過R1和R2 的電流相等，（相對于Vout輸出電壓來說，R1 R2串聯）。設此電流為I，由歐姆定律得： I = Vout/(R1+R2) ， Vi等于R2上的分壓（注意，這就是虛擬短路Vi是輸入電流，而R2直接接地） 即：Vi = I R2 由此式得Vout=Vi (R1+R2)/R2 這就是同向放大器的公式了。

我再做簡單解釋，這個電路的精妙就在于利用虛擬斷路，將R1 在輸入電路中移除，但輸出電路中依然是串聯，輸入和輸出電路的總電阻不一樣，維了保證電流相等，所以電壓自然在輸出端要增大。 這是正向放大，正向放大適用于輸出，例如增強信號，在網絡通信中常見，反向放大用于探測多一些，比如接收信號時。