芯耀
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運算放大器作為電子產(chǎn)品設計制造領域中一顆璀璨的明珠，是一種極為重要的電子元器件。在電子產(chǎn)品的世界里，它發(fā)揮著不可替代的關鍵作用，應用場景之廣泛，幾乎涵蓋了所有電子相關領域。
其應用場景之廣，信號放大，信號濾波、整形、運算等等，圍繞著運算放大器展開的電路結構也是紛繁復雜。
掌握運算放大器的使用應該是每個電子信息人的基本功。本期我們就盡可能的簡潔的讓大家了解運算放大器的基本性質和簡單的運算放大器電路是如何實現(xiàn)的。
1、運算放大器的兩大性質
運算放大器通常由三個部分組成：輸入端，包含一個正輸入端（IN+）和一個負輸入端（IN-）、輸出端（Vout）以及電源（正電源和負電源）組成。
運算放大器兩個最基本的特性就是：“虛短”、“虛斷”，所謂“短”即“短路”，所謂“斷”即“斷路”，但是由于并非真正的短路和斷路，因此稱為“虛”短和“虛”斷。
虛短的短路是指運算放大器反饋工作時，兩個輸入端電壓認為相等即計算中VIN+可以直接和VIN-劃等號。
虛斷則是運算放大器的輸入阻抗很大，可以當作斷路處理，但事實上并不是真正的斷路，只是電流非常非常的小。這個特征非常的重要，它確保了在計算的過程中運算放大器的輸入端是并不吞吐電流的。
例如在藍色方框中的電路，雖然有一條流向運算放大器負輸入端的支路，但是該電流非常的小，可以直接當作斷路處理，認為R1和R2的電流相等。
2、虛短虛斷的實際應用
在了解到運算放大器的虛短虛斷后我們就需要利用這兩個重要性質來實際的使用運算放大器，下面我們以最基本的幾個運算放大器實際電路來詳細解釋。
以該電路為例，這是一個最基本的同向比例放大電路，Vout的輸出電壓是兩倍的Vin+，在計算這個電路的時候我們需要明確三點內容：
1.根據(jù)虛短，Vin-的電壓和Vin+電壓相等。
2.根據(jù)虛斷，Vin+和Vin-處流入運放認為是斷路。
3.由2可以知道R2和R1電流相等。
由上述三條我們可以得到Vin+，R2，R1，Vout之間的一系列關系。
由于虛短，沒有電流流入運放，所以通過R1和R2的電流相等，即IR1 = IR2.
整理上述三條公式，我們就可以得到Vout和Vin+之間的關系。
因此我們不難可以得到如下的同向比例放大電路的公式：
3、運算放大器萬變不離其宗
只要掌握了虛短、虛斷這兩個特性，我們會發(fā)現(xiàn)運算放大器的用法萬變不離其宗，在同向比例放大電路的基礎上做些修改就可以得到反向比例放大電路。
1.根據(jù)虛短，Vin-的電壓和Vin+電壓相等。
2.根據(jù)虛斷，Vin+和Vin-處流入運放認為是斷路。
3.由2可以知道R2和R1電流相等。
同樣的根據(jù)這三點核心，我們可以推導處Vout的電壓和輸入電壓之間的關系之間的關系。
4、多用才是真理
運放的使用實際并不復雜，當然也不簡單。如果掌握了一定的數(shù)學基礎，例如拉氏變換，復數(shù)使用，可以讓運放綻放出更精彩的火花。
希望可以通過本文簡單的掌握運算放大器的使用。
