运算放大器是一种有源放大器,由多个晶体管和电阻器等电子元件组成。其最基本的结构由输入端、反馈端和输出端组成。
其中输入端就是放大器的信号输入端,一般分为正向输入端和反向输入端。反馈端就是放大器的反馈回路,通过反馈电路可控制放大器的放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。输出端就是放大器的信号输出端,可以向负载提供放大后的信号。
在运算放大器中,反向输入端的电位比正向输入端的电位高。当在反向输入端加一个电压时,它将减小输出的电压,当在正向输入端加一个电压时,它将增加输出的电压。这就是典型的反馈放大器的工作方式:
如果输入端的电位是 V,那么输出电位将等于输入电位乘以放大因子 A(带负号),即:Vout = -A*Vin。
同时,在反馈回路中,将从输出端引出一部分电压,再与输入端相连接。通过这种负反馈方式,能得到更加稳定和精确的输出信号。
运算放大器广泛应用于模拟电路中,如比较器、振荡器、滤波器、积分器、微分放大器、电压跟随器等电路中。同时,它也被广泛应用于数字与模拟混合电路中,用于实现模拟量与数字量之间的转换。
运算放大器的特性参数主要包括增益、输入电阻、输出电阻、带宽、噪声等方面。其中增益是一个重要的参数,通常用于描述运算放大器的放大倍数。输入电阻和输出电阻则用于描述运算放大器对输入和输出信号的影响程度。
带宽是另一个重要的特性参数,它描述了放大器能够处理的最高频率。噪声则用于描述放大器的噪声干扰水平,越小意味着放大器的性能越好。