運算放大器11種經典電路

本文主要介紹運算放大器11種經典電路，運算放大器的11種經典電路，可以說是模擬電路入門的“必修課”。掌握了它們，很多復雜電路在你眼中也會變得清晰起來。圖文來源公號：鼎芯電子

運算放大器11種經典電路

為了方便你查閱和對比，我把這11種電路整理成了一個總表，然后再逐一拆解它們的原理和公式。

11種經典運放電路速查表

電路類型核心公式 (理想條件下)核心功能

1. 反相放大器Vout = -(Rf/Rin) * Vin信號放大并反相

2. 同相放大器Vout = (1 + Rf/Rin) * Vin信號放大，相位不變

3. 電壓跟隨器Vout = Vin阻抗變換、緩沖隔離

4. 反相加法器Vout = -Rf * (V1/R1 + V2/R2)多個信號求和（反相）

5. 同相加法器Vout = (R1+R2)/R2 * (V1*R2 + V2*R1)/(R1+R2)多個信號求和（同相）

6. 減法器 (差分放大器)Vout = (R2/R1) * (V2 - V1)兩個信號求差

7. 積分器Vout = -1/(R*C) ∫ Vin dt對輸入信號進行積分

8. 微分器Vout = -R*C * d(Vin)/dt對輸入信號進行微分

9. 儀表放大器Vout = (1 + 2R1/Rgain) * (V+ - V-)放大微弱差分信號

10. 比較器 (開環使用)Vout = +Vcc (若 V+ > V-), -Vee (若 V+ < V-)判斷兩個電壓大小

11. 電流-電壓轉換器 (I/V轉換)Vout = -Iin * Rf將輸入電流轉換為電壓

逐個拆解：原理、公式與核心公式

理解這些電路的核心，是掌握“虛短”和“虛斷”這兩個概念。幾乎所有線性應用電路的分析都建立在此之上。

基礎放大電路

反相放大器：信號從反相端輸入，輸出信號被放大且相位相反。增益為 Av = -Rf/Rin。

同相放大器：信號從同相端輸入，輸出信號被放大且相位相同。增益為 Av = 1 + Rf/Rin。

電壓跟隨器：這是同相放大器的一個特例（Rf=0或Rin無窮大），輸出等于輸入，但輸入阻抗極高，輸出阻抗極低，常用作緩沖級。

運算電路

反相加法器：多個輸入信號通過各自電阻在反相端相加，實現求和運算。

同相加法器：多個輸入信號在同相端相加，電路結構稍復雜，但能實現同相求和。

減法器 (差分放大器)：同時連接同相和反相端，實現兩個信號的減法運算。它對電阻匹配精度要求較高。

信號處理電路

積分器：將電容放在反饋回路，輸出電壓與輸入電壓對時間的積分成正比，常用于將方波轉換為三角波。

微分器：將電容放在輸入回路，輸出電壓與輸入電壓的變化率成正比，對噪聲敏感。

儀表放大器：通常由三個運放構成，擁有極高的輸入阻抗和共模抑制比，專門用于放大傳感器送來的微弱差分信號。

特殊應用電路

比較器 (開環使用)：運放不加反饋，直接比較兩個輸入端的電壓大小。輸出不是高電平就是低電平。注意，專用比較器（如LM393）速度更快。

電流-電壓轉換器 (I/V轉換)：常用于光敏二極管或電流型DAC的輸出，將電流信號精確地轉換為電壓信號。

核心心法與選型建議

分析上述所有電路，都離不開我們之前聊過的 “虛短”和 “虛斷”。

虛短：在深度負反饋下，運放兩個輸入端的電壓幾乎相等 (V+ ≈ V-)。

虛斷：因為運放輸入阻抗極高，流入輸入端的電流幾乎為零 (I+ = I- ≈ 0)。

在實際選擇電路時，可以參考以下建議：

高輸入阻抗：首選同相放大電路。

抗干擾能力：反相放大電路由于“虛地”的存在，共模電壓小，抗干擾能力更強。

高精度差分信號：應優先考慮集成儀表放大器，而非自行用分立運放搭建，因為集成方案在電阻匹配和溫漂控制上要好得多。

小結：以上就是運算放大器11種經典電路，希望對各位電子元器件買家有幫助，了解更多
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