当前:当前“输入”和当前“输出”;

跨导:电压“输入”和电流“输出”;

跨阻:电流“输入”和电压“输出”。

由于涉及运算放大器的大多数电路都是电压放大器,因此我们将本节中的教程仅限于电压放大器(Vin和Vout)。

运算放大器的输出电压信号是施加到其两个单独输入的信号之间的差。换句话说,运算放大器的输出信号是两个输入信号之间的差,因为运算放大器的输入级实际上是一个差分放大器,如下所示。

差动放大器

下面的电路显示了差分放大器的一般形式,其中两个输入标记为V1和V2。两个相同的晶体管TR1和TR2都在相同的工作点偏置,其发射极连接在一起,并通过电阻Re返回到共轨-Vee。

运算放大器的原理与特性

该电路采用双电源+Vcc和-Vee供电,以确保恒定电源。放大器的输出端Vout上出现的电压是两个输入信号之间的差,因为两个基极输入彼此反相。

因此,随着晶体管TR1的正向偏置增大,晶体管TR2的正向偏置减小,反之亦然。然后,如果两个晶体管完全匹配,则流过公共发射极电阻Re的电流将保持恒定。

像输入信号一样,输出信号也是平衡的,并且由于集电极电压沿相反方向(反相)或沿相同方向(同相)摆动,因此从两个集电极之间获取的输出电压信号为一个完美平衡的电路,两个集电极电压之间的零差。

这被称为共模操作,当输入为零时,放大器的共模增益为输出增益。

运算放大器还具有一个低阻抗的输出(尽管有一个输出带有一个额外的差分输出),该输出以一个公共接地端为参考,并且它应忽略任何共模信号,也就是说,如果将同一个信号同时应用于反相和反相,则运算放大器应该忽略任何共模信号。同相输入,输出应保持不变。

但是,在实际放大器中,总会有一些变化,并且相对于共模输入电压的变化,输出电压的变化比简称为共模抑制比或CMRR。

运算放大器本身具有很高的开环直流增益,通过施加某种形式的负反馈,我们可以生产出一种运算放大器电路,其电路具有非常精确的增益特性,该特性仅取决于所使用的反馈。注意,术语“开环”意味着在放大器周围没有使用反馈组件,因此反馈路径或环路是开路的。

运算放大器仅响应其两个输入端子上的电压差(通常称为“差分输入电压”),而不响应其公共电位。然后,如果将相同的电势施加到两个端子,则最终输出将为零。运算放大器的增益通常称为开环差分增益,并赋予符号(Ao)。

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