運放這個詞既熟悉又陌生，既簡單有不簡單，說它熟悉，是因為它的應(yīng)用非常廣泛，經(jīng)常聽說它，說它陌生，是因為運放內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很難搞清楚。說它簡單，因為在設(shè)計運放電路時，可以避免晶體管電路的復(fù)雜參數(shù)計算，說它不簡單，因為很多時候運放并不理想，若按理想運放來設(shè)計電路，會導(dǎo)致結(jié)果錯誤。

　　1、什么是運放

　　運放是運算放大器的簡稱。可以實現(xiàn)各種模擬電量的數(shù)學(xué)運算。但它不是用來做計算器上的加減乘除運算，而是在模擬信號處理過程中，可能需要將信號進(jìn)行放大、加減乘除、積分、微分等操作。

　　①、運放的電路符號是：

　　 pin 2、3為信號輸入、pin 4、7為電源輸入、pin 6為信號輸出。

　　②、輸入輸出關(guān)系：Uo = A * （Up-Un）

　　A為運放的放大倍數(shù)，這個數(shù)值非常非常大，近似為無窮大，Up與Un幾乎相等。Uo，Up，Un為正常的數(shù)值。這個表達(dá)式初看太奇怪了，但是它確實那么的有用，大大簡化了電路的設(shè)計，后面會慢慢解釋。

　　③、最重要的性質(zhì)：“虛短”和“虛斷”

　　虛短：因為上面表達(dá)式中Up與Un幾乎相等，所以pin 2、3近似短路，但不是真的短路，所以叫虛短。

　　虛斷：pin 2、3的輸入阻抗非常大，至少在1Mohm。所以可以認(rèn)為Pin2、3上的輸入電流為零，所以叫虛斷。

　　2、反相比例運放電路

　　只要記住Uo = A * （Up-Un）和“虛短”、“虛斷”，理想運放的電路都能看懂。這里先不要糾結(jié)為什么會是這樣，有機會后面會介紹。這里先介紹一個最簡單的運放電路：反相比例放大電路。

　　反相比例運放電路原理圖 ①、根據(jù)虛斷原理，運放輸入端的兩個管腳輸入電流為零，所以不管R4阻值是多少，都有Up=0；

　　②、根據(jù)虛短原理，Un=Up，所以Un也等于零。

　　③、根據(jù)基爾霍夫定理就可以求出：Uo=-Rf/R1 * Ui

　　反相比例運放仿真結(jié)果 ④、理論上，R2和RL的阻值不會影響放大倍數(shù)，但是實際的運放需要設(shè)計R2=R1 || Rf，因為這樣一來，運放的同相端和反相端往外看的阻抗才一樣大。

　　⑤、從仿真結(jié)果可以看出反向比例放大器的輸出與輸入波形ui是精確的5倍的關(guān)系。

　　3、總結(jié)

　　理想運放如此簡單，我們根本不需要了解運放里面的東西，不需要像三極管那樣考慮它到底工作在哪個區(qū)，不需要考慮密勒效應(yīng)，輸入輸出阻抗等等，只需要用電阻分壓的方法就能得到想要的精確的放大倍數(shù)。用起來簡單，性能又好，這是運放廣泛應(yīng)用的重要原因。

　　反相比例運放是我們認(rèn)識運放的第一個例子。也是最簡單，最基礎(chǔ)的應(yīng)用，后面會慢慢介紹其他的電路，以及實際運放的應(yīng)用。

　　編輯：黃飛