运算放大器或运算放大器是具有高输入阻抗和低输出阻抗的超高增益差分放大器。运算放大器通常用于提供电压幅度变化，振荡器，滤波器电路等。运算放大器可能包含多个差分放大器级，以实现很高的电压增益。

这是一种在输出和输入之间直接耦合的高增益差分放大器。这适用于DC和AC操作。运算放大器除了执行各种数学运算外，还执行许多电子功能，例如仪表设备，信号发生器，有源滤波器等。这种通用的设备还用于许多非线性应用，例如电压比较器，模数转换器和数模转换器，对数放大器，非线性函数发生器等。

基本差分放大器

下图显示了一个基本的差分放大器-

在上图中-

• V _DI =差分输入

• V _DI = V ₁ – V ₂

• V _DO =差分输出

• V _DO = V _C1 -V _C2

该放大器放大两个输入信号V ₁和V ₂之间的差异。

差分电压增益

$$ A_d = \ frac {V_ {DO}} {V_ {DI}} $$

和

$$ A_d = \ frac {(V_ {C1}-V_ {C2})} {V_ {DI}} $$

如下图所示，基本运算放大器包括三个阶段：

输入阶段

这是第一阶段，具有以下特征。

• 高CMR(共模抑制)
• 高输入阻抗
• 宽带宽
• 低(DC)输入失调

这些是运算放大器性能的一些重要特征。该级由一个差分放大器级和一个偏置的晶体管组成，因此它起着恒定电流源的作用。恒定电流源大大提高了差分放大器的CMR。

以下是差分放大器的两个输入-

• V ₁ =同相输入
• V ₂ =反相输入

中级阶段

这是第二阶段，旨在获得更好的电压和电流增益。需要电流增益来提供足够的电流来驱动输出级，在输出级上会产生大部分运算放大器的功率。该级包括一个或多个差分放大器，其后是发射极跟随器和直流电平转换级。电平转换电路可使放大器具有两个差分输入和一个输出。

输出级

这是运算放大器的最后阶段，设计为具有低输出阻抗。这提供了驱动负载所需的电流。当负载变化时，将从输出级汲取更多或更少的电流。因此，至关重要的是，前一级必须不受输出负载的影响而工作。通过设计此级来满足此要求，使其具有高输入阻抗和高电流增益，但具有低输出阻抗。

运算放大器具有两个输入：同相输入和反相输入。

上图显示了运算放大器的反相类型。施加在反相输入端的信号被放大，但是输出信号与输入信号异相180度。施加在同相输入端的信号被放大，并且输出信号与输入信号同相。

运算放大器可以连接到大量电路中，以提供各种工作特性。