运算放大器（Op-Amp）因其高增益、高输入阻抗和灵活的功能，广泛应用于电子电路设计的各个领域。以下是其主要应用分类及典型场景：

1. 信号处理

• 放大电路：反相/同相放大器、差分放大器（抑制共模噪声）、仪表放大器（高精度传感器信号放大）。
• 滤波电路：有源滤波器（低通、高通、带通、带阻），如音频信号处理或通信系统中的频率选择。
• 积分与微分电路：用于模拟计算、波形变换（如将方波转为三角波）。

2. 数学运算

• 模拟计算：实现加减（加法器/减法器）、积分（积分器）、微分（微分器）等运算，早期用于模拟计算机。
• 非线性运算：对数/指数放大器（压缩动态范围或实现乘法功能）。

3. 传感器与检测

• 信号调理：放大微弱传感器信号（如热电偶、压力传感器），电流-电压转换（如光电二极管跨阻放大器）。
• 阻抗匹配：作为缓冲器（电压跟随器），隔离前后级电路，避免负载效应。

4. 电源与稳压

• 电压基准：与稳压二极管配合生成精密参考电压。
• 线性稳压：误差放大与反馈控制，如可调稳压电源设计。
• 开关电源：参与脉宽调制（PWM）控制环路。

5. 波形生成与变换

• 振荡器：文氏桥（正弦波）、弛豫振荡器（方波/三角波）。
• 波形整形：比较器（过零检测）、施密特触发器（抗抖动）。
• 调制解调：通信系统中的幅度/频率调制与解调。

6. 工业控制

• PID控制器：实现比例-积分-微分调节，用于温度或电机控制。
• 过流保护：检测电流信号并触发保护动作。
• 隔离放大：通过光耦或变压器隔离高压与低压电路。

7. 音频与通信

• 音频处理：前置放大器、均衡器、功率放大器驱动。
• 通信系统：射频放大、带通滤波、锁相环（PLL）中的相位检测。

8. 测试与医疗设备

• 精密测量：示波器前端放大、万用表高精度ADC驱动。
• 医疗电子：心电图（ECG）、脑电图（EEG）中的生物电信号放大。

9. 汽车电子

• 传感器接口：氧传感器、压力传感器的信号调理。
• 电池管理：电压/电流监控，充电控制电路。

10. 模数转换接口

• ADC前端：缓冲与抗混叠滤波。
• DAC后端：电流-电压转换及信号放大。

关键特性选择

• 通用型（如LM741）：基础电路。
• 精密型（如OPA217）：高精度测量。
• 高速型（如AD8065）：射频或视频信号处理。
• 低功耗型（如LTC6258）：便携设备。

运算放大器的核心优势在于通过负反馈配置实现多样化功能，结合“虚短”“虚断”特性，成为现代电子系统中不可或缺的模块化组件。