运放,全名为“运算放大器”,是一种集成电路,通常用于将弱信号放大成强信号,以便于后续的处理或输出。运放的输出电压可以从负无穷大到正无穷大,具有线性放大和输入幅度许多、相位不变等特性。
一个典型的运放通常由三个关键部分组成:放大电路、反馈电路和电源电路。
运放的放大电路是将输入信号进行放大的部分。运放放大电路一般由几级晶体管组成,根据晶体管的工作状态,电路分为共射级、共基级和共集级等三种形式。其中,共射级具有很高的输入阻抗、低的输出阻抗和较高的放大倍数,成为运放的最常用的放大电路。
一般情况下为了提高运放的放大速度,减少噪声干扰,加入了小型化延迟电路、减少各晶体管器件的电容、缩短各晶体管器件的时间常数等设计手段。这些复杂的电路设计使得运放成为了电子电路中非常重要的一部分。
运放的反馈电路是运放最重要的一部分,它决定了输出电压的大小。反馈电路的作用是将部分输出电压加回放大电路的输入端,来稳定输出需要的放大倍数,以及减少输出电压的变化范围。
通常情况下,运放的反馈模式分为正反馈和负反馈。在电子电路中,负反馈应用最广泛。反馈电路还要考虑到稳定性,一般有四种类型:电压负反馈、电流负反馈、电容负反馈和电阻负反馈等。
运放的电源电路主要是为放大电路和反馈电路供电,同时也需要保护运放,使其不受到外来电磁干扰,以免输出电压产生噪声。运放的电源电路通常由稳压和去噪等电路组成。
在实际应用中,运放的电源电压会影响到运放的输出电压,故给运放供电的时候需要支持双电源或者虚地电源,同时也有直流耦合和交流耦合等设计方法。