电路笔记 :opa 运算放大器 OP07D,LM358

运算放大器

• 运算放大器是一个模拟电子模块,最初被应用于模拟计算机中，实现数字运算,所以才被称为运算放大器，简称运放

• 它有两个输入引脚，标示着“+”的是同相输入端，标示着“-”的是反相输入端,在图形的另一边是输出端,除了输入输出引脚之外，运算放大器有两个电源引脚,VDD为正电源，VSS为负电源,以前的大部分运算放大器，都会接正、负两个电源,当然，现在也有不少的运放集成电路允许使用单电源,在使用单电源的时候，负电源引脚VSS往往就直接连接在地上
  

• 运算放大器最基本的工作特性,就是将两个输入引脚之间的差值，乘以放大电路的增益，在输出引脚上实现放大和输出

• 当同相输入大于反相输入时，输出为正,当同相输入小于反相输入时，输出为负,运算放大器本身的增益，一般都比较高,可以达到几十万倍，甚至数百万倍,这里所谓的放大器本身的增益，也被称为开环增益,也就是指运放在没有任何外部反馈电路的情况下，理论上可以达到的增益

• 运放的另一个工作特性：运放的输出电压受限于其供电电源:如果说运放的供电电源是+/-15V,那么其输出波形的电压也只能在-15V到+15V这个范围内变化(在现实的运放中，由于运放内部结构的原因，输出波形的电压往往还不能完全达到供电电源的电压值)

• 在对运算放大器的工作进行分析时，我们往往会遵循两条黄金规则

• 第一，输出总是为了使输入之间的电压差为零(但是，这并不意味着运放可以实际改变输入电压,而是输出端通过反馈网络，试图使两个输入端之间的电压差为零,我们在做运放工作分析的时候,可以认为两个输入端的电压是相等的)

• 第二条黄金规则：运放的输入端没有电流流入(当然，在实际的运放中，会有一个nA级别的输入电流,只是在我们的分析中，我们往往可以忽略这个微小的电流)

OP07D

• 在这个运放中，只有一个放大器单元,8个引脚，实际被用到的只有5个引脚,两个输入引脚，一个输出引脚，和两个电源引脚,这是一个非常典型的运算放大器引脚配置

• 这颗芯片，有两个不同的封装，一个是贴片的SOIC封装，另一个是插件的DIP封装

• 它的电压输入范围，是从+/-4V到+/-18V,电路的例子中，使用的供电电压是+/-15V

反相放大器电路分析

我们要来分析的第一个电路，就是反相放大器,这是一个最简单的反相放大器的电路图

• 同相输入引脚接地，输入信号通过一个串联电阻R1，来到反相输入引脚

• 输出信号，通过另一个电阻R2，返回到反相输入引脚

• 这个电路之所以被称为反相放大器,你可以理解为：因为输入信号是从放大器的反相输入引脚输入的,也可以理解为，其输出信号和输入信号的极性是相反的
  

• 第一，输出总是为了使输入之间的电压差值为零,在这个电路分析中，我们可以把反相输入引脚定义为A点,把同相输入引脚定义为B点.

• 既然输入之间的电压差值为零，我们就认为A点的电压等于B点的电压,而B点在电路中是接地的，我们就认为A点的电压等于地的电压，也就是0V

• 但是，这里我们需要理解的一点是,A点并不是真正意义上的接地,没有电流可以通过A点流回到地,只是在分析的过程中，我们认为A点的电压和地相同，是0V,在有些文献资料中，A点也被称为“虚拟地”

• 根据第二条黄金规则，运放的输入端没有电流流入,在这个电路中，反相输入端没有电流流入,那么输入信号的电流，通过电阻R1之后，会流到那里去呢？

• 它不会凭空消失，所以它只能通过R2流到输出端,根据基尔霍夫电流定律，我们知道电流IR1和IR2在数值上是相等的,刚才已经说过，A点的电压是0V

• 根据电流IR1的走向，我们知道输入信号是一个正电压,当然输入信号也可以是一个负电压，在那个时候，