什么是集成運放？

集成運放作為通用性很強的有源器件，它不僅可以用于信號的運算、處理、變換和測量還可以用來產(chǎn)生正弦或非正弦信號，不僅在模擬電路中得到廣泛應(yīng)用，而且在脈沖數(shù)字電路中也得到日益廣泛的應(yīng)用，因此，它的應(yīng)用電路品種繁多，為了分析這些電路的原理，必須了解運放的基本特性。

一、集成運放的開環(huán)差模電壓傳輸特性

集成運放在開環(huán)狀態(tài)下，輸出電壓UO與差模輸入電壓 Uid = U- - U+ 之間的關(guān)系稱為開環(huán)差模傳輸特性。理論分析與實驗得出的開環(huán)差模傳輸特性曲線如圖Z0609所示。

曲線表明運放有兩個工作區(qū)域：線性區(qū)（陰影部分）和非線性區(qū)（陰影兩側(cè)區(qū)域）。在線性區(qū)內(nèi)：

UO = Aod（U- - U+），即輸出電壓與輸入電壓成線性關(guān)系。由于Uomax有限，而一般運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod又很大，所以，線性區(qū)域很小。應(yīng)用時，應(yīng)引入深度負反饋網(wǎng)絡(luò)，以保證運放穩(wěn)定地工作在線性區(qū)內(nèi)。

在非線性區(qū)內(nèi)，UO 與Uid無關(guān)，它只有兩種可能取值，即正向飽和電壓＋Usat（U+ ＞U- ）和負向飽和電壓 - Usat（U-＞U+）。

兩種區(qū)域內(nèi)，運放的性質(zhì)截然不同，因此在使用和分析應(yīng)用電路時，首先要判明運放的工作區(qū)域。

二、理想運放的兩個重要特性

為了突出主要特性，簡化分析過程，在分析實際電路時，一般將實際運放當作理想運放看待。所謂理想運放是指具有如下理想?yún)?shù)的運放：

開環(huán)電壓放大倍數(shù)     Aod = ∞

輸入電阻     rid = ∞

輸出電阻     ro＝0

頻帶寬度     B＝∞

共模抑制比     CMRR＝∞

輸入偏置電流     IB1＝IB2＝0

失調(diào)和溫漂等均為零。

理想運放是不存在的，然而，隨著集成電路工藝的發(fā)展，現(xiàn)代集成運放的參數(shù)與理想運放的參數(shù)很接近。實踐表明用理想運放作為實際運放的簡化模型，分析運放應(yīng)用電路所得結(jié)果與實驗結(jié)果基本一致，誤差在工程允許范圍之內(nèi)。因此，在分析實際電路時，除要求考慮分析誤差的電路外，均可把實際運放當作理想運放處理，以使分析過程得到合理簡化。

工作在線性區(qū)域的理想運放具有兩個重要特性：

1. 理想運放兩個輸入端的電位相等。因為U--U+=UO／Aod，而Aod ＝∞ ，UO為有限值，故有:

U- = U+     　　　GS06004

2. 理想運放的輸入電流為零，這是由于rid = ∞，所以有：

Ii＝0     　　　　　GS06005

這兩條特性大大簡化了運放應(yīng)用電路的分析過程，是分析運放工作在線性區(qū)域的各種電路的基本依據(jù)，這兩條特性常用"虛短"這個概念來概括。所謂"虛短"，是指對電壓而言，兩個輸入端是短路的；但對電流而言，兩個輸入端卻是開路的。

運放在工作時都帶有一定的正反饋或負反饋網(wǎng)絡(luò)，因此，分析時首先要判別運放的工作狀態(tài)。判別工作狀態(tài)的依據(jù)是：

（1）若U-＞U+，則運放工作在線性區(qū)；

（2）若U+≥U-，則運放工作在非線性區(qū)。

理想運放工作在非線性區(qū)時，也有兩個基本特性：

（1）運放的輸入電流為零，即Ii＝0；

（2）輸出電壓有兩種可能取值：

U-＞U+ 則UO = - Usat

U+ ＞U- 則UO = Usat

U+ = U-只是兩個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換點。

綜上所述，分析運放應(yīng)用電路時，先將實際運放視為理想運放，然后，判別運放的工作狀態(tài)，最后，按各個區(qū)域的特性結(jié)合電路分析理論進行分析計算。