运算放大器的基本工作原理

由于运算放大器的增益极高，所以不能在两输入端之间加上输入信号，而一定要用作反馈放大器。这种运算放大器基本上可分为图 2 － 9 所示的非倒相放大电路和图 2 － 10 所示的倒相放大电路两类。

a) 非倒相放大电路

首先，我们来讨论非倒相放大电路。设 in+ 端和 in －端的电压分别为和，并认为运算放大器的增益无限大，则为要获得有限的输出电压，则 = 这点则是运算放大器工作中的一大特征。在此前提下，分析电路工作就能变得十分简单。

根据此特征，输入与输出的关系为：

b) 倒相放大电路

下面我们来分析倒相放大电路。 =这点是与非倒相放大电路情况相同的，所以 =0v 。这样，尽管有输入信号，然而端处为 0v 。

恰似接地，所以被叫做假想接地。于是，若讨论流经、的电流 i ，由于运算放大器的输入电流为 0 ，则

据此，可得出输入与输出的关系

可见，非倒相放大器和倒相放大电路，是从对应于输入，其输出是否倒向这一事实出发而得名的。

c) 差分放大电路

如图 2 － 11 所示，可将两个这种放大电路组合成差分放大电路。端的电压由和分压而得

流经和的电流 i 为

由上述两式可得

其中，如设＝则

即差分放大器能够获得和之差成正比的输出。

实际的运算放大器

以上所述是均是理想的运算放大器的情况。实际上，运算放大器的增益不可能无限大，有电流向、端子流入（或流出），并且其电流不一定相等。即使在无信号时，、之间也有一定的电压。

a) 输入偏置电流()的影响

如果运算放大器的输入级由晶体管构成，要使电路能正常工作，应有偏置电流（基极电流）流过。该输入偏置电流流经反馈电阻时，会产生压降，从而造成输出误差。

在图 2 － 12 电路中，尽管无输入，但是在输出端也会出现位移电压。此为：

由于，设＝与并联的值 ) 则＝ 0 ，输入偏流的影响消失。并且，采取 c 耦合，将电容器与串连时，若设，则＝ 0 。

对于采用场效应管构成输入级的运算放大器，由于输入偏流几乎可以忽略不计，不必产生过去的顾虑。但是，由于采用场效应管输入的运算放大器来讲，如果温度上升 10 摄氏度，则输入偏流将增高两倍，因此，这种运算放大器必须避免在高温情况下使用。

b) 输入位移电流（）的影响

在前项中，设端、端的输入偏流、相等，但实际上二者之间多少有些不同，与之差被叫做输入位移电流。

当设定常数，而使输入偏流不致产生影响时，因输入位移电流所造成的输出位移电压为：＝

它与与无关，于是对于通过双极型输入运算放大器来讲，的上限值为 100 ，希望值更大时，应使用场效应管输入运算放大器。