集成運放是一個多級電路，內(nèi)部極其復(fù)雜，通常在電路設(shè)計中我們只需要掌握集成運放的相關(guān)特性即可，內(nèi)部的具體電路無需過度考慮，學(xué)習(xí)了解集成運放的特性，我們可以通過一些典型的運放電路分析來了解它們的相關(guān)特性。

在分析運放電路之前，我們要先了解兩個重要概念：虛短和虛斷。

虛短的概念：

理想的運放電路正常工作時，同相端的電位V+與反向端的V-近似相等，但實際上兩端并沒有短接，所以稱這種關(guān)系叫虛短。可以進一步引出虛地的概念，如圖,同向端接地，導(dǎo)致反向端具有地電位，但方向端沒有接地，這就是虛地。

虛斷的概念：

理想的運放電路正常工作時，輸入電阻無窮，輸入電流就近似為0。兩端上都沒有電流，但實際上兩個輸入端是連接著的，這就是虛斷的概念。如下圖，根據(jù)虛斷的概念，可以算電流關(guān)系：I1=Ii+I2 I1≈I2(Ii≈0)

在了解完虛短和虛斷兩個概念后，我們再進一步通過運放電路來了解集成運放的相關(guān)特性。

反相比例運放：

從圖中可以看到該電路的結(jié)構(gòu)特點：

·信號反向端輸入，輸出電壓Vout與輸入電壓Vi之間存在反相位關(guān)系

·R2是反饋電阻，其作用是引入深度負反饋來穩(wěn)定電路的工作

·R3是平衡電阻，用來維持集成運放輸入級差分電路對稱性能，通常R3=R1//R2

由虛短概念：V- ≈ V+=0

由虛斷概念: i1 ≈ i2

由電位關(guān)系: i1=（Vi-V-)/R1 = Vi/R1

i2=（V- -Vo)/R2 = -Vo/R2

Vi/R1 = -Vo/R2

Vo = -(R2/R1)Vi

同相比例運放：

從圖中可以看到該電路的結(jié)構(gòu)特點：

·信號同相端輸入，輸出電壓Vout與輸入電壓Vi之間存在同相位關(guān)系

·輸入信號通過一個分壓電路加到同向端，圖中R3和R4同相端沒有電流

由虛短概念：V- ≈ V+

由虛斷概念: i1 ≈ i2

由電位關(guān)系: i1=（V- -0)/R1 = V+/R1

i2=（Vo -V-)/R2 = (Vo-V+)/R2

V+/R1 = (Vo-V+)/R2

Vo = (1+R2/R1)V+

由V+=(R4/(R3+R4))Vi

有 Vo=(1+R2/R1)(R4/(R3+R4))Vi

電壓跟隨器：

從圖中可以看到該電路的結(jié)構(gòu)特點：

·信號同相端輸入

·反相輸入端與輸出端用導(dǎo)線連接。

由虛短概念可以得到電路輸入輸出關(guān)系：

Vo = V- ≈V+ = Vi

Vo = Vi

電壓跟隨器在電路中的作用，只是跟隨性能會更好、隔離效果更好（輸入電阻更小）、帶負載能力更強（輸出電阻更小）。

電壓比較器

如圖是一個同相電壓比較器，參考電壓VREF連接在運放反相端，外加信號Vi從同相端輸入。旁邊是理想狀態(tài)下電路的電壓傳輸特性，可以看到，當(dāng)Vi > VREF時，電路輸出正飽和電壓VOH，當(dāng)Vi < VREF時，電路輸出負飽和電壓VOL。當(dāng)然，也可以把輸入信號和參考電壓的連接關(guān)系交換，就構(gòu)成了反相電壓比較器，當(dāng)然，電壓傳輸特性也相反。

總結(jié)：信號的基本運放還有很多，包括加法、減法、乘法、積分、還有微分等，就不再一一進行介紹，構(gòu)成信號運算和處理電路的核心器件就是集成運算放大器，所以，學(xué)好它們的每一個運放特性在以后的電路設(shè)計中都至關(guān)重要。