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運算放大器（operational amplifier），簡稱：運放（op amp），是一種整合的放大器，它的特點是電壓增益非常大（通常為幾萬以上），同時輸入阻抗高、輸出阻抗低，是一種比較理想的放大器。置於為什麼要在它的名稱前加上「運算」兩字，是因為最初這個器件是用來做計算的用的。
本章我們介紹理想運放的概念及其能構成的功能電路。
對於理想運放，我們對其做如下假設：開環電壓增益為無窮大、輸入阻抗為無窮大、輸出阻抗為0。其模型符號如下圖所示：
圖8-01.01
對於vi1
，其輸入端帶乙個「+」號，我們稱其為：同相輸入端（noninverting input）。對於vi2，其輸入端帶乙個「-」號，我們稱其為：反向輸入端（inverting input）。
理想運放有以下兩個重要特點：
[1]輸入電流為0；
[2]兩個輸入端的電壓差永遠為0。
第(1)點輸入電流為0很好理解，因為我們將運放的輸入阻抗視為無窮大了，所以近似於開路。但是第2點就有些魔幻了，對於一般的電路，只有在兩個端子之間連一根電線讓它們短路，才能保證這兩個端子的電壓差永遠為0。但由於第(1)點的限制，理想運放的兩個輸入端子中沒有任何電流流過，因此不是短路；但這兩個端子的電壓差又時刻保持為0，就好像隔空同步一樣，因此有乙個專門的名稱描述這一現象，稱為：虛短（virtual short）。雖然在實際中沒有這種魔幻的器件，但由於現在我們僅僅是抽象乙個理想化模型，因此我可以接受這樣的假設。後面的各種理想運放電路的分析，都是基於理想運放這兩個特點展開的。（說句題外話，如果你再往後學習了訊號處理與分析的相關知識，你就會理解，虛短是由於運放內部深度負反饋的設計造成的必然結果。）
我們再來看輸出，既然兩個輸入端的電壓差為0，電壓放大倍數又為無窮大，那輸出電壓到底是多少，0乘以無窮大是多少？這個就是理想運放的又乙個魔幻點，由於0乘以無窮大可以為任意值，因此理想運放的輸出也可以為任意值，具體會輸出多少伏電壓，完全由外電路的配置決定。
（順便先提一下，在實際的運放器件中，輸入電流不完全為0，而是有及其微小的電流流入運放；且兩個輸入端子之間的電壓差也不完全為0，而是有很小的幾個微伏的電壓。正是這個幾微伏的電壓，乘以幾萬量級的電壓增益後，才能得到乙個幾伏~十幾伏的輸出電壓，並且，能夠輸出的最大電壓受到運放器件供電電壓vcc的限制。）
運放乙個最基本的運用就是用來放大電壓訊號，雖說其開環電壓增益為無窮大，但我們並不是要使輸入訊號放大無窮大倍。就像我們在前面介紹過的各種bjt與fet放大電路那樣，我們要的是通過配置外圍電路的電阻值，來得到我們想要的電壓放大倍數。
乙個最簡單的的使用運放的放大電路如下圖所示（這裡輸入輸出電壓都用交流相量符號表示）：
圖8-01.02
電路工作情況分析如下：
電路的同相工作端接地，電壓值為0v，根據理想運放的虛短特點，v1點的電壓也必須為0v，然後根據歐姆定律，流過電阻r1的電流為：
由於理想運放的輸入端不能有任何電流流入，因此電流i1不會被分流，而全部流向rf，根據歐姆定律，輸出端的電壓vo為：
電路的實際電壓增益為：
其中的負號表明，輸出電壓與輸入電壓極性相反，因此這個結構的放大電路稱為：反相放大器（inverting amplifier），有時也稱為：反相比例放大器。
由於輸出到輸入之間有乙個電阻rf的存在，其作用是建立了輸出到輸入之間的乙個反饋通道，不像開環增益那樣是純單向的增益，因此這個電路的實際電壓增益也稱為：閉環增益。閉環增益一般會比開環增益小得多，且其值不是取決於器件的原始效能，而是取決於電路的結構和配置。
同相放大器的電路結構如下圖所示：
圖8-01.03
電路工作情況分析如下：
運放的反相輸入端電壓v1根據歐姆定律，計算式為：
根據理想運放的虛短特點，v1點的電壓與輸入電壓vi相等，故上式可寫為：
因此電路的的實際電壓增益為：
電壓增益的表示式中沒有負號，輸出電壓與輸入電壓極性相同，因此這個結構的放大電路稱為：同相放大器（noninverting amplifier）。
同相放大器有一種特殊的應用，稱為：單位跟隨器（unity follower），其結構如下圖所示：
圖8-01.04
其輸出電壓vo跟隨輸入電壓vi，電壓放大倍數為1：
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運算放大器
運算放大器的效能指標有輸入阻抗，輸出阻抗，電壓增益，增益頻寬積，壓擺率。其中，增益頻寬積 gbwp，gbw，gbp或gb 是放大器頻寬和頻寬的增益的乘積，是衡量放大器效能的乙個引數，在頻率足夠大時，增益頻寬積是乙個常數 壓擺率為運算放大器輸出電壓的轉換速率，單位有通常有v s，v ms和v s三種，...
運算放大器
運算放大器 簡稱 運放 是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出訊號可以是輸入訊號加 減或微分 積分等數 算的結果。由於早期應用於模擬計算機中，用以實現數 算，故得名 運算放大器 運放是乙個從功能的角度命名的電路...
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