为什么运放要加反馈才能放大 运放为何需反馈才能放大？

为什么运放要加反馈才能放大

运放是一种将输入信号放大的电路，但它不同于只有放大功能的普通放大器，可以完成放大、滤波、积分、微分等多种功能。然而，在实际使用过程中，运放必须要加反馈才能够放大，这是为什么呢？

1、增益稳定性

运放内部有各种元件，这些元件的参数受到制造工艺和使用环境的影响，会有一定的误差。在没有加入反馈的情况下，由于放大电路本身就是非常灵敏的，这些微小的误差就会被极大地放大，导致输出信号与输入信号不匹配。而加入反馈以后，输出信号会经过反馈电路减弱后再回到输入端，形成负反馈。通过负反馈将输出信号与输入信号进行比较，可以在一定范围内自动调整增益，使得放大器的输出信号更加稳定和准确。

例如，假如一次电流放大器增益为1000，但存在20%的误差，输出电流为1mA时，误差可能达到200μA。而将放大器与负反馈电路相连后，误差就会被减小到1%或更低，输出信号的精度也会得到大幅提高。

2、提高输入和输出阻抗

运放加入反馈后，输出信号会与输入信号进行比较，正反馈电路不断增大误差，负反馈电路不断减小误差，直到误差趋近于0。这种反馈机制等效于放大电路内部增益的变化，可以大大提高输入和输出阻抗。

输入端的电阻会变得更大，输出端的电阻会变得更小。这对于信号源来说是一个好消息，因为它可以获得更大的信号传输功率，并且相同的电源电压可以驱动更大的负载电阻。

3、提高频率稳定性

电路的频率特性是指在不同频率下输出信号的增益变化率。正常情况下，放大器的频率特性可能会受到诸如外部环境电磁干扰和元件参数漂移等因素的影响，导致产生一些非预期的频率响应。在加入反馈电路之后，负反馈可以通过适当的电路结构和参数选择来控制系统的频率特性，从而实现更好的频率稳定性。

一般来说，负反馈的关闭频率应该比系统的带宽要小，这样才能够控制系统的频率增益变化率。如果负反馈的关闭频率太高，它就可能会限制系统的频率响应，对于高频信号会造成失真。

4、提高线性度

在运放中，如果不加入反馈会产生一些非线性失真，这是由于运放内部元件的非理想特性导致的，例如输入输出范围的限制，导通电阻的非线性等。负反馈电路可以通过不断补偿和修正输出信号，来抵消这些非线性失真，使得运放的线性度得到提高。

负反馈同样还可以提高电流加倍器的线性度，因为负反馈会将误差信号与输入信号进行比较，可以实现输入电流与误差信号的线性相加，使电流加倍器的输出电流变得更加线性。