运算放大器，也称为运算放大器，是一种集成电路，可用于执行各种线性，非线性和数学运算。运算放大器是直接耦合的高增益放大器。您可以使用交流和直流信号来操作运算放大器。本章讨论运算放大器的特性和类型。

运算放大器的构造

运算放大器由差分放大器，电平转换器和输出级组成。差分放大器存在于运算放大器的输入级，因此，运算放大器由两个输入端子组成。这些端子之一被称为反相端子，另一端子被称为同相端子。根据端子各自的输入和输出之间的相位关系来命名端子。

运算放大器的特性

运算放大器的重要特性或参数如下-

• 开环电压增益
• 输出失调电压
• 共模抑制比
• 摆率

本节详细讨论了这些特征，如下所示-

开环电压增益

运算放大器的开环电压增益是其差分增益，没有任何反馈路径。

从数学上讲，运算放大器的开环电压增益表示为-

$$ A_ {v} = \ frac {v_0} {v_1-v_2} $$

输出失调电压

当运算放大器的差分输入电压为零时，其输出上存在的电压称为输出失调电压。

共模抑制比

运算放大器的共模抑制比( CMRR )定义为闭环差分增益$ A_ {d} $与共模增益$ A_ {c} $之比。

从数学上讲，CMRR可以表示为-

$$ CMRR = \ frac {A_ {d}} {A_ {c}} $$

请注意，运算放大器的共模增益$ A_ {c} $是共模输出电压与共模输入电压之比。

摆率

运算放大器的摆率定义为由于阶跃输入电压而导致的输出电压的最大变化率。

从数学上讲，压摆率(SR)可以表示为-

$$ SR =最大值\：of \：\ frac {\ text {d} V_ {0}} {\ text {d} t} $$

其中，$ V_ {0} $是输出电压。通常，压摆率以$ V / \ mu \：Sec $或$ V / m \：Sec $度量。

运算放大器的类型

运算放大器用三角形符号表示，该符号具有两个输入和一个输出。

运算放大器有两种类型：理想运算放大器和实用运算放大器。

它们的详细讨论如下：

理想运算放大器

理想的运算放大器仅在理论上存在，而在实际中不存在。理想运算放大器的等效电路如下图所示：

理想的运算放大器具有以下特征-

• 输入阻抗$ Z_ {i} = \ infty \ Omega $

• 输出阻抗$ Z_ {0} = 0 \ Omega $

• 开环电压增益$ A_ {v} = \ infty $

• 如果(差分)输入电压$ V_ {i} = 0V $，则输出电压将为$ V_ {0} = 0V $

• 带宽是无限的。这意味着，理想的运算放大器将放大任何频率的信号而不会产生任何衰减。

• 共模抑制比(CMRR)为无穷大。

• 摆率(SR)为无穷大。这意味着，理想的运算放大器会响应于输入阶跃电压而立即产生输出变化。

实用运算放大器

实际上，由于制造过程中的某些缺陷，运算放大器不是理想的并且偏离其理想特性。实际运算放大器的等效电路如下图所示-

实用的运算放大器具有以下特征-

• 输入阻抗$ Z_ {i} $约为兆欧。

• 输出阻抗$ Z_ {0} $约为几欧姆。 。

• 开环电压增益$ A_ {v} $将很高。

选择实用的运算放大器时，应检查其是否满足以下条件-

• 输入阻抗$ Z_ {i} $应该尽可能高。

• 输出阻抗$ Z_ {0} $应尽可能低。

• 开环电压增益$ A_ {v} $应该尽可能高。

• 输出失调电压应尽可能低。

• 操作带宽应尽可能高。

• CMRR应该尽可能高。

• 摆率应尽可能高。

注意-IC 741运算放大器是最流行和实用的运算放大器。