運算放大器的工作原理和工作模式

　　運算放大器也稱為運算放大器，是最有用的模擬電路元件之一。它有許多用途，例如放大器、緩沖器、逆變器、積分器、微分器、振蕩器、比較器等。由于它用途廣泛，因此可用于各種應用。因此，了解運算放大器及其工作原理對于電子工程師非常重要。

　　運算放大器的重要特性

　　這些是運算放大器最重要的特性。

　　高輸入阻抗 – 這使得運算放大器能夠在其輸入引腳中吸收低電流，并使其適合用作放大器。

　　低輸出阻抗 – 這使得運算放大器能夠通過其輸出引腳提供最大電流，以驅動高功率負載。這又是放大器的必要品質。

　　高增益 – 運算放大器具有高增益，這意味著它能夠有效地將微弱的低壓輸入信號放大為高壓輸出信號。

　　高頻響應 – 運算放大器用途廣泛，可在寬輸入信號頻率范圍內工作。

　　運算放大器的工作原理

　　有幾件事是理解運算放大器及其工作的基本要素。圖0中的電路顯示了運算放大器的符號U1和運算放大器內部的簡化原理圖。運算放大器具有正極和負極電源連接。這從電源提供電源來操作此設備。

　　可根據應用使用單個或分離式電源。運算放大器具有三個信號端子：正信號輸入、負信號輸入和運算放大器信號輸出。運算放大器由晶體管組成的差分輸入級（Q1、Q2）、電平轉換器級Q3和輸出級（Q4、Q5）組成，如圖0所示。

　　當正電壓施加到+輸入作為Q1基極并且–輸入接地時，Q3將被激活（閱讀有關晶體管工作的信息以更好地了解這一點）。這允許電流從發射極流向Q3的集電極端子。因此，將在R3和R4上產生正電壓。該電壓激活Q4，輸出將顯示+V電壓電平。

　　另一方面，當施加正電壓時 – 輸入和 +

輸入接地。Q3不會被激活，因此Q4將處于關斷狀態，但是Q5將打開，因為它是一個PNP晶體管，其基極的低邏輯激活它們?，F在，輸出引腳將呈現低電平狀態，Q5提供通過其發射極到集電極端子的電流灌電流路徑。

　　運算放大器的工作模式

　　運算放大器工作在兩種模式。它們是開環和閉環操作。

　　開環操作：這是一種操作模式，其中來自運算放大器輸出端子的輸出信號不會反饋到其輸入端子。當沒有反饋時，運算放大器充當比較器（稍后解釋）。

　　閉環操作： 這是一種操作模式，其中來自運算放大器輸出端的輸出信號被反饋到運算放大器的輸入端子。

　　有兩種方法可以配置運算放大器的閉環操作。它們是正面和負面反饋。

　　正面反饋

　　當正輸入有反饋時，這稱為正反饋，用于振蕩器電路，或用于比較器電路中的遲滯。由于運算放大器的內部增益較高，當正輸入更正，大于負輸入時，輸出將是完全正的。當正輸入小于負輸入時，輸出將完全為負。

　　負面反饋

　　當從輸出到負輸入有反饋時，這被稱為負反饋，通常用于放大器應用。要記住的最重要的一點是，當使用負反饋時，運算放大器將強制正負端的輸入電壓相等。