深度解读运算放大器电路
运算放大器之所以被称为运算放大器，没有叫a放大器或者b放大器，那是因为这种结构可以做运算，比如积分，微分，加法，减法呀等等。
运算放大器有两个输入，一个为同相输入(non-inverting input)，记为v+，一个为反相输入(inverting input)，记为v-。
运算放大器有一 个输入，记为vout。
理想情况下，运算放大器只放大两个输入之间的电压差。
那为啥运算放大器会有两个输入呢？这是因为两个输入有两个输入的优点。
(1) 两个输入可以建立只有一个输入时无法完成的电路；
(2) 有时候，若遇到一个复杂系统(比如包括很多晶体管以及级数)，将其等效为运放，可以简化分析。
比如说，下图中左侧，觉得这电路，因为反馈电阻r2的存在，顿时觉得复杂。但是如果将三级放大电路等效为运放，那看上去就简单明了了。
我们希望运放是理想的，但是理想丰满，现实总是骨感的。所以实际的运放，总会有很多的不完美。
理想的运放：
开环增益为∞；输入阻抗为∞；输出阻抗为0；带宽为∞。
但实际的运放：
开环增益有限；输入阻抗虽大，但不是∞；输出阻抗虽小，但不是0；带宽有限。
运放的虚短，虚断
因为vout=aol*(v+-v-)，因为vout为有限值，而aol的值很大，那么v+与v-相差很小，即v+~==v-.这就是所谓的虚短。
而因为运算放大器是输入阻抗很高，虽然连线连着，但是电流极小，可以认为为0，即i+=0,i-=0,因此可以认为两个输入与运放是断开的，这就是所谓的虚断。
虚短和虚断这两个概念，在运算电路分析中，是常用的。
运算的基本电路
同相放大器(non-inverting amplifier)
上图中aol称为开环增益，而vout/vin则称为闭环增益。
运算放大器构成的同相放大器，其增益与电阻的比值有关，这个特性优于普通放大器。因为电阻比是能够精确控制的，而且受温度，加工等因素的影响很小。
反相放大器(inverting amplifer)
可以看到，反相放大器的增益仍然是比值，可以精确控制。此时其输入阻抗为r2，与同相放大器相比，输入阻抗变小。而且，如果降低r2以获得更高增益的同时，也降低了输入阻抗。
这在使用反相放大器时，也需要考虑一下。
单位增益缓冲器(unity-gain buffer)
那单位增益缓冲器又有啥好处呢?也不能放大增益。
如果计算一下单位增益缓冲器的话，你会发现，其输入阻抗接近于无穷大，输出阻抗则接近于0(即使运放本身的输出阻抗不小)。
这使得其可以在不对前级电路产生影响的情况下，感应到前级电路的电压；同时，又能驱动低输入阻抗的电路。
积分器
微分器
加法器
精密整流器
简单的二极管整流器有一个问题，就是当输入信号的幅度小于二极管的开启电压vdon时，输出为0，如下图所示。
由运放构成的精密整流器，不会存在这样一个问题。
对数放大器
对数放大器的输入输出曲线如下图所示。
如果信号输入幅度较小，则其放大增益大；当信号幅度增加时，其放大增益相应减小。
对数放大器的结构如下图所示。
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(1) 两个输入可以建立只有一个输入时无法完成的电路；
(2) 有时候，若遇到一个复杂系统(比如包括很多晶体管以及级数)，将其等效为运放，可以简化分析。
比如说，下图中左侧，觉得这电路，因为反馈电阻r2的存在，顿时觉得复杂。但是如果将三级放大电路等效为运放，那看上去就简单明了了。
我们希望运放是理想的，但是理想丰满，现实总是骨感的。所以实际的运放，总会有很多的不完美。
理想的运放：
开环增益为∞；输入阻抗为∞；输出阻抗为0；带宽为∞。
但实际的运放：
开环增益有限；输入阻抗虽大，但不是∞；输出阻抗虽小，但不是0；带宽有限。
运放的虚短，虚断
因为vout=aol*(v+-v-)，因为vout为有限值，而aol的值很大，那么v+与v-相差很小，即v+~==v-.这就是所谓的虚短。
而因为运算放大器是输入阻抗很高，虽然连线连着，但是电流极小，可以认为为0，即i+=0,i-=0,因此可以认为两个输入与运放是断开的，这就是所谓的虚断。
虚短和虚断这两个概念，在运算电路分析中，是常用的。
运算的基本电路
同相放大器(non-inverting amplifier)
上图中aol称为开环增益，而vout/vin则称为闭环增益。
运算放大器构成的同相放大器，其增益与电阻的比值有关，这个特性优于普通放大器。因为电阻比是能够精确控制的，而且受温度，加工等因素的影响很小。
反相放大器(inverting amplifer)
可以看到，反相放大器的增益仍然是比值，可以精确控制。此时其输入阻抗为r2，与同相放大器相比，输入阻抗变小。而且，如果降低r2以获得更高增益的同时，也降低了输入阻抗。
这在使用反相放大器时，也需要考虑一下。
单位增益缓冲器(unity-gain buffer)
那单位增益缓冲器又有啥好处呢?也不能放大增益。
如果计算一下单位增益缓冲器的话，你会发现，其输入阻抗接近于无穷大，输出阻抗则接近于0(即使运放本身的输出阻抗不小)。
这使得其可以在不对前级电路产生影响的情况下，感应到前级电路的电压；同时，又能驱动低输入阻抗的电路。
积分器
微分器
加法器
精密整流器
简单的二极管整流器有一个问题，就是当输入信号的幅度小于二极管的开启电压vdon时，输出为0，如下图所示。
由运放构成的精密整流器，不会存在这样一个问题。
对数放大器
对数放大器的输入输出曲线如下图所示。
如果信号输入幅度较小，则其放大增益大；当信号幅度增加时，其放大增益相应减小。
对数放大器的结构如下图所示。
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