运算放大器的工作原理和工作模式

　　运算放大器也称为运算放大器，是最有用的模拟电路元件之一。它有许多用途，例如放大器、缓冲器、逆变器、积分器、微分器、振荡器、比较器等。由于它用途广泛，因此可用于各种应用。因此，了解运算放大器及其工作原理对于电子工程师非常重要。

　　运算放大器的重要特性

　　这些是运算放大器最重要的特性。

　　高输入阻抗 – 这使得运算放大器能够在其输入引脚中吸收低电流，并使其适合用作放大器。

　　低输出阻抗 – 这使得运算放大器能够通过其输出引脚提供最大电流，以驱动高功率负载。这又是放大器的必要品质。

　　高增益 – 运算放大器具有高增益，这意味着它能够有效地将微弱的低压输入信号放大为高压输出信号。

　　高频响应 – 运算放大器用途广泛，可在宽输入信号频率范围内工作。

　　运算放大器的工作原理

　　有几件事是理解运算放大器及其工作的基本要素。图0中的电路显示了运算放大器的符号U1和运算放大器内部的简化原理图。运算放大器具有正极和负极电源连接。这从电源提供电源来操作此设备。

　　

　　可根据应用使用单个或分离式电源。运算放大器具有三个信号端子：正信号输入、负信号输入和运算放大器信号输出。运算放大器由晶体管组成的差分输入级（Q1、Q2）、电平转换器级Q3和输出级（Q4、Q5）组成，如图0所示。

　　当正电压施加到+输入作为Q1基极并且–输入接地时，Q3将被激活（阅读有关晶体管工作的信息以更好地了解这一点）。这允许电流从发射极流向Q3的集电极端子。因此，将在R3和R4上产生正电压。该电压激活Q4，输出将显示+V电压电平。

　　另一方面，当施加正电压时 – 输入和 +

输入接地。Q3不会被激活，因此Q4将处于关断状态，但是Q5将打开，因为它是一个PNP晶体管，其基极的低逻辑激活它们。现在，输出引脚将呈现低电平状态，Q5提供通过其发射极到集电极端子的电流灌电流路径。

　　运算放大器的工作模式

　　运算放大器工作在两种模式。它们是开环和闭环操作。

　　开环操作：这是一种操作模式，其中来自运算放大器输出端子的输出信号不会反馈到其输入端子。当没有反馈时，运算放大器充当比较器（稍后解释）。

　　闭环操作： 这是一种操作模式，其中来自运算放大器输出端的输出信号被反馈到运算放大器的输入端子。

　　有两种方法可以配置运算放大器的闭环操作。它们是正面和负面反馈。

　　正面反馈

　　当正输入有反馈时，这称为正反馈，用于振荡器电路，或用于比较器电路中的迟滞。由于运算放大器的内部增益较高，当正输入更正，大于负输入时，输出将是完全正的。当正输入小于负输入时，输出将完全为负。

　　负面反馈

　　当从输出到负输入有反馈时，这被称为负反馈，通常用于放大器应用。要记住的最重要的一点是，当使用负反馈时，运算放大器将强制正负端的输入电压相等。