收藏必备！运放从入门到精通，你被“硬控”了吗

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@小白创作中心

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https://m.elecfans.com/article/6449047.html

运算放大器（运放）是电子工程领域常见的基础元件，在信号放大、滤波、比较、积分等模拟电路中发挥着重要作用。本文将从运放的定义、工作原理、关键指标、种类以及选型要点等方面，帮助读者全面了解运放的相关知识。

运算放大器（Operational Amplifier，简称运放），是一种高增益、直流耦合的电子放大器，广泛应用于模拟电路设计中。运放可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在，常被用作信号放大、滤波、比较、积分等电路中的关键部件。

运放的全称是 “运算放大器” ，顾名思义，运放主要具有 “运算” 和 “放大” 两个主要特性，运放本身具有对差模信号的放大功能，当给它加上一定形式的负反馈，就能完成加法、减法、积分、微分等数学运算，运算特性本质是对放大特性的应用。

如压控运算放大器可以简化为下图：

它的工作原理大概是这样的：输入会有两个电压V+和V-，输入之后就会产生一个电压差Vin，电压差加在输入电阻Rin上面。这里面还有一个压控电压源，它会把收到的一个小电压放大G倍(即GVin)，然后再通过一个内部的输出电阻Rout输出出去，那么就可以得到一个被放大的电压Vout。

运算放大器的参数众多，约有二十多个，如增益、输入阻抗、输出阻抗、截止频率、噪声等。其中，最主要的参数包括以下几个：

增益带宽积（GBW）
这是衡量运放在不同频率下增益能力的一个参数，它表示运放的开环增益与频率的乘积。GBW值越大，表明运放在更宽的频率范围内保持较高的增益。
转换速率（SR）
也叫压摆率，这是指运放输出电压对时间的变化率，即运放响应输入信号变化的速度。高SR值对于快速变化的信号放大尤为重要。
共模抑制比（CMRR）
这是衡量运放抑制共模信号（两个输入端的共同信号）能力的参数。高CMRR值意味着更好的抗干扰性能。
输入失调电压（Vos）
这是指运放在无输入信号时，输出端存在的直流电压偏移。低Vos值有助于提高电路的精度和稳定性。
电源抑制比（PSRR）
这反映了运放对电源噪声的抑制能力。高PSRR值有助于减少电源噪声对电路性能的影响。

根据不同的分类标准，运放可以分为多种不同类型。最常见的分类包括通用型、精密型、高速型、低功耗型、高压大功率型和可编程控制型等。以下是对运放种类的详细介绍：

通用型
特点：通用型运算放大器设计用于满足大多数常规应用的需求，具有价格低廉、产品量大面广的特点。
应用：适用于音频设备、一般的信号放大等场景。
精密型
特点：精密型运算放大器具有非常低的失调电压和温度漂移，适合对精度要求极高的应用。
应用：常用于精密仪器、医疗设备以及任何需要高精度信号处理的场合。
高速型
特点：高速型运算放大器具备快速响应能力，适用于高速信号处理。
应用：主要用于视频信号处理、高速数据采集系统等需要快速操作的领域。
低功耗型
特点：低功耗型运算放大器设计用于便携式和远程设备中，以减少能源消耗。
应用：广泛应用于电池供电的设备，如便携式医疗设备、传感器网络等。
高压大功率型
特点：这类运算放大器可以处理高电压和大功率，适用于驱动大型负载或在高压环境下工作。
应用：常用于工业控制系统、汽车电子等领域。
可编程控制型
特点：可通过外部控制调整放大倍数，提供灵活的配置选项。
应用：适用于需要动态调整放大参数的测试设备和自适应信号处理系统。