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理想运算放大器特点
集成运算放大器，简称运放。
三端元件（双端输入、单端输出的电路结构），抱负三极管，高增益直流放大器。
抱负运算放大器（有时简称运放）的特点如下：
（1）极大的输入电阻
高输入阻抗，输入端流入电流近于0，几乎不取用信号源电流，近于电压掌握特性，从而导出“虚断”概念；
（2）微小的输出电阻
具有（在负载力量以内）不挑负载，适应任意负载的特性。
后级负载电路的阻抗大小不会影响到输出电压。
（3）无穷大的电压放大倍数（可达百万或千万倍）。
这就打算了：在肯定供电电压条件下，放大器仅能工作闭环（负反馈）模式下，且实际的放大倍数是有限的；开环模式即为比较器状态，输出为高、低电平二态。
在闭环（有限放大倍数）状态下，放大器的脾性是随机比较两输入端的电位凹凸，不等时输出级即时做出调整动作，放大的最终目的，是使两输入端电位相等（其差为0V），从而导出“虚短”概念。
其实，在放大过程中，是在进行着“放大不离比较，比较不离放大”动态平衡的调整。
整个模拟电路教程，在高校或高职高专的正统教学规程上，其内容相当浩大，而学习难度尤高，尤其牵涉太多的高等数字运算，因而学习
运算电路，被相当多的学子视为畏途，更有人将模拟电路称之为“魔电”，越学越晕，导致不能学以致用。
以我本人几十年来对电子电路的原理把握和实践应用阅历为据，写就该章。
就我看来，整个运放电路的应用，假如用3个课时来解决掉，把握原理和检修方法，一步到位修运放电路，是完全可以实现的。
填空复习题1．在常温下，硅二极管的门槛电压约为0.5 V，导通后在较大电流下的正向压降约为0.7 锗二极管的门槛电压约为0.1_V，导通后在较大电流下的正向压降约为0.2__V。
2、二极管的正向电阻小；反向电阻大。
3、二极管的最主要特性是单向导电性。
ＰＮ结外加正向电压时，扩散电流大于漂移电流，耗尽层变窄。
4、二极管最主要的电特性是单向导电性，稳压二极管在使用时，稳压二极管与负载并联，稳压二极管与输入电源之间必须加入一个电阻。
5、电子技术分为模拟电子技术和数字电子技术两大部分，其中研究在平滑、连续变化的电压或电流信号下工作的电子电路及其技术，称为模拟电子技术。
6、PN结反向偏置时，PN结的内电场加强。
7、硅二极管导通后，其管压降是恒定的，且不随电流而改变，典型值为0.7 伏；其门坎电压Vth约为0.5 伏。
8、二极管正向偏置时，其正向导通电流由多数载流子的扩散运动形成。
9、P型半导体的多子为空穴、N型半导体的多子为电子、本征半导体的载流子为电子—空穴对。
10、因掺入杂质性质不同，杂质半导体可为N型半导体和P型半导体两大类。
11、二极管的最主要特性是单向导电性，它的两个主要参数是反映正向特性的和反映反向特性的反向击穿电压。
12、按一个周期内一只三极管的导通角区分，功率放大电路可分为甲类、乙类、甲乙类三种基本类型。
*13、在阻容耦合多级放大电路中，影响低频信号放大的是电容，影响高频信号放大的是电容。
14、在NPN三极管组成的基本共射放大电路中，如果电路的其它参数不变，三极管的β增加，则IBQ 增大，ICQ 增大，UCEQ 减小。
15、三极管的三个工作区域是截止，饱和，放大。
集成运算放大器是一种采用直接耦合方式的放大电路。
16、某放大电路中的三极管，在工作状态中测得它的管脚电压Va = 1.2V，Vb = 0.5V, Vc = 3.6V,该三极管是硅管（材料），NPN 型的三极管，该管的集电极是a、b、c中的 C 。
运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。
通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。
目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。
一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。
目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。
理想运算放大器的主要参数
理想运算放大器是一种具有高增益、带深度负反馈的直接耦合放大器，其主要参数包括：- 开环电压增益Avo：没有反馈的设备增益，理想情况下为无限大。
- 输入电阻ri：指运算放大器在输入级提供的阻抗，理想情况下为无限大。
- 输出电阻ro：指运算放大器在输出级提供的阻抗，理想情况下为零。
- 开环带宽BW：放大器的带宽称为频率范围，理想情况下为无限大。
- 失调电压：指输入端子之间的差分直流电压，理想情况下为零。
- 摆率：如果输入信号有阶跃变化，则运算放大器的摆率是输出信号的变化率，单位是V/ms。
理想情况下为零，意味着输入更改将立即反映在输出中。
这些参数对于理解和设计运算放大器电路至关重要。
在实际应用中，需要根据具体需求和应用场景选择合适的运算放大器，并注意其参数的限制和影响。
运算放大器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：大中小订阅运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。
历史直流放大电路在工业技术领域中，特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。
如在一些自动控制系统中，首先要把被控制的非电量（如温度、转速、压力、流量、照度等）用传感器转换为电信号，再与给定量比较，得到一个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构，所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度，再去推动执行机构或送到仪表中去显示，从而达到自动控制和测量的目的。
因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号，分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放大。
能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。
运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除比例微分积分等）单元，是模拟电子计算机的基本组成部件，由真空电子管组成。
目前所用的运算放大器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路，集成在一块微小的硅片上。
第一块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的μA741，在60年代后期广泛流行。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
理想运算放大器满足的条件
理想运算放大器是指在理论上能够无限放大输入信号的放大器，但在实际应用中，由于各种因素的影响，很难完全达到这种理想状态。
因此，为了能够更好地实现理想运算放大器的性能，下面列举了一些满足条件：
1. 无限带宽：理想运算放大器应该具备无限带宽，即能够对所有频率的信号进行放大，不会出现信号失真或失真较小的情况。
2. 无限增益：理想运算放大器应该具备无限增益，即对输入信号进行放大时，放大倍数应该无限大，这样才能够实现输入信号的无限放大。
3. 输入阻抗无限大：理想运算放大器应该具备输入阻抗无限大的特性，这样才能够实现输入信号的完全抽取，不会对输入信号造成任何影响。
4. 输出阻抗为零：理想运算放大器的输出阻抗应该为零，这样才能够实现输出信号与负载的无限匹配，不会对输出信号造成任何影响。
5. 无反馈：理想运算放大器应该具备无反馈的特性，即输出信号不会对输入信号进行干扰或影响，从而实现最大的输入输出信号的匹配度。
综上所述，理想运算放大器需要具备无限带宽、无限增益、输入阻抗无限大、输出阻抗为零和无反馈等特性，这些条件的满足可以使得理想运算放大器具有最佳的性能表现。
理想运算放大器的指标
理想运算放大器的指标包括：1. 增益（Gain）：理想运算放大器应该具备无穷大的增益，即输入信号经过放大后无损失。
2. 零输入误差（Zero input error）：理想运算放大器在输入信号为零时不会产生输出误差。
3. 无偏差（No offset）：理想运算放大器不应该有任何偏置电压或偏置电流的存在。
4. 无失真（No distortion）：理想运算放大器应该能够完全保持输入信号的波形特征，即不引起任何失真。
5. 无限输入阻抗（Infinite input impedance）：理想运算放大器应该具备无限高的输入阻抗，从而不会对输入信号产生影响。
6. 零输出阻抗（Zero output impedance）：理想运算放大器应该具备接近于零的输出阻抗，从而能够驱动任意负载。
7. 宽带宽（Wide bandwidth）：理想运算放大器应该具备无限宽的带宽，能够放大各种频率范围内的信号。
需要注意的是，理想运算放大器是一种理论概念，实际的运算放大器无法完全满足以上所有指标，但可以通过设计和选择合适的运算放大器来实现尽可能接近理想状态的性能。
理想运算放大器虚短和虚断介绍如下：
在理想运算放大器的模型中，虚短和虚断是两种常见的故障情况，它们分别指不同的放大器输出端的电路问题。
1.虚短：虚短是指放大器的输出端短路，电路中直接贴在地面上。
在此情况下，输出
端的电压会等于零，不会对电路其它部分产生影响。
实际应用中，若理想放大器电路的输出端被短路，则输出电压将马上下降至零，所以在实际应用中，这种故障情况也被称为硬故障。
2.虚断：虚断是指放大器输出端断路，电路中未连接到其他电路上。
在此情况下，输
出端的电压取决于输入信号和放大器参数。
实际应用中，若理想放大器电路的输出端断路，则输出电压可能为无穷大，也可能为负无穷大，具体取决于放大器性质。
在实际应用中，这种故障情况也被称为软故障。
总之，理想运算放大器虚短和虚断均会对电路产生一定的影响，对于实际运用而言，应该尽可能避免此类故障的发生，并且在出现故障时及时排除。
理想运算放大器工作
理想运算放大器（Ideal Operational Amplifier，简称理想运放）是一种虚构的电子元件，它被广泛应用于电子电路设计中。
理想
运放的特点是电压增益无限大、输入阻抗无限大、输出阻抗为零、无
限大的带宽和无限大的公共模抑制比。
在理想情况下，理想运放可以被用于各种应用中。
例如，在放大
器电路中，理想运放可以被用来放大电压信号，从而实现信号放大。
在比较器电路中，理想运算放大器可以被用作一个非常高速的比较器，用于比较两个电压大小。
理想运放的原理是利用微调电路来达到以上特性。
在实际的电路
设计中，理想运放并不存在，但是经过一定的调整和设计，我们可以
将实际运放的性能趋近于理想运放的性能。
理想运放通常有三个输入端，两个输入分别为非反馈输入端和反
馈输入端，还有一个输出端。
其中非反馈输入端一般对应于运放的+输
入端，反馈输入端对应于-输入端。
在运放电路中，负反馈电阻网络可以用来控制电路的输出，从而
使其达到特定的增益。
理想情况下，理想运放的输出电压可以通过此
公式来计算： Vout = A (V+ - V-) ，其中A为电压增益。
如果A趋
近于无限大，那么我们可以得到理想运放的输出电压非常高，甚至可
以使运放输出电压达到电源电压的极限。
总之，理想运算放大器是实际运算放大器的理论基础，有着非常
广泛的应用。
通过对理想运放的研究和应用，我们可以更好地设计实
际电路，从而实现电路的增益、比较等各种功能。
理想运算放大器4．4．1 理想运放的技术指标在分析集成运放的各种应用电路时，常常将其中的集成运放看成是一个理想运算放大器。
所谓理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化，即认为集成运放的各项指标为：开环差模电压增益Aod＝∞；差模输入电阻rid＝∞；输出电阻r。
＝0；共模抑制比KCMR＝∞；输入失调电压U10、失调电流I10以及它们的温漂αU10、αI10均为零；输入偏置电流IIB＝0；－3dB带宽H＝∞，等等。
实际的集成运算放大器当然不可能达到上述理想化的技术指标。
但是，由于集成运放工艺水平的不断改进，集成运放产品的各项性能指标愈来愈好。
因此，一般情况下，在分析估算集成运放的应用电路时，将实际运放视为理想运放所造成的误差，在工程上是允许的。
在分析运放应用电路的工作原理时，运用理想运放的概念，有利于抓住事物的本质，忽略次要因素，简化分析的过程。
在随后几章的分析中，如无特别的说明，均将集成运放作为理想运放来考虑。
4．4．2 理想运放工作在线性区时的特点在各咱应用电路中，集成运放的工作范围可能有两种情况：工作在线性区或工作在非线性区。
当工作在线性区时，集成运放的输出电压与其两个输入端的电压之间存在着线性放大关系，即uO=Aod(u+—u-) （4．5．1）式中uO是集成运放的输出端电压；u+和u-分别是其同相输入端和反相输入端电压；Aod是其开环差模电压增益。
如果输入端电压的幅度比较大，则集成运放的工作范围将超出线性放大区域而到达非线性区，此时集成运放的输出、输入信号之羊将不满足式（4．5．1）所示的关系式。
当集成运放分别工作在线性区或非线性区时，各自有若干重要的特点，下面分别进行讨论。
理想运放工作在线性区时有两个重要特点：1．理想运放的差模输入电压等于零由于运放工作在线性区，故输出、输入之间符合式（4．5．1）所示的关系式。
而且，因理想运放的Aod＝∞，所以由式（4．5．1）可得即u+＝u－上式表示运放同相输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。
