運(yùn)放這個(gè)詞既熟悉又陌生，既簡(jiǎn)單有不簡(jiǎn)單，說(shuō)它熟悉，是因?yàn)樗膽?yīng)用非常廣泛，經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)它，說(shuō)它陌生，是因?yàn)檫\(yùn)放內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很難搞清楚。說(shuō)它簡(jiǎn)單，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)運(yùn)放電路時(shí)，可以避免晶體管電路的復(fù)雜參數(shù)計(jì)算，說(shuō)它不簡(jiǎn)單，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候運(yùn)放并不理想，若按理想運(yùn)放來(lái)設(shè)計(jì)電路，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。

1、什么是運(yùn)放

運(yùn)放是運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)稱。可以實(shí)現(xiàn)各種模擬電量的數(shù)學(xué)運(yùn)算。但它不是用來(lái)做計(jì)算器上的加減乘除運(yùn)算，而是在模擬信號(hào)處理過(guò)程中，可能需要將信號(hào)進(jìn)行放大、加減乘除、積分、微分等操作。

①、運(yùn)放的電路符號(hào)是：

pin 2、3為信號(hào)輸入、pin 4、7為電源輸入、pin 6為信號(hào)輸出。

②、輸入輸出關(guān)系：Uo = A * （Up-Un），A為運(yùn)放的放大倍數(shù)，這個(gè)數(shù)值非常非常大，近似為無(wú)窮大，Up與Un幾乎相等。Uo，Up，Un為正常的數(shù)值。這個(gè)表達(dá)式初看太奇怪了，但是它確實(shí)那么的有用，大大簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)，后面會(huì)慢慢解釋。

③、最重要的性質(zhì)：“虛短”和“虛斷”

虛短：因?yàn)樯厦姹磉_(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(yùn)放電路

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

反相比例運(yùn)放電路原理圖

①、根據(jù)虛斷原理，運(yùn)放輸入端的兩個(gè)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(yùn)放仿真結(jié)果

④、理論上，R2和RL的阻值不會(huì)影響放大倍數(shù)，但是實(shí)際的運(yùn)放需要設(shè)計(jì)R2=R1 || Rf，因?yàn)檫@樣一來(lái)，運(yùn)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(yùn)放如此簡(jiǎn)單，我們根本不需要了解運(yùn)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(gè)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(lái)簡(jiǎn)單，性能又好，這是運(yùn)放廣泛應(yīng)用的重要原因。