“集成運算放大器”知識點的概括與分析

摘 要：本文總結集成運放的知識點，將其概括為“一個符號、兩個概念、兩種應用”，以清晰明了的脈絡梳理集成運放知識點間的內部聯系，為廣大的初學者學好這部分知識提供一定的幫助。

關鍵詞：理想集成運放；“虛短”、“虛斷”；應用電路

集成運放是學習模擬電子技術的重點，而此部分內容較多，且電路結構相似，容易給初學者理解此部分內容造成一定的困難。本文分別從集成運放的“一個符號、兩個概念、兩種應用”，來闡述集成運放的符號、分析方法到應用的相關知識。

1 一個符號

“一個符號”是指集成運放的電路符號，如圖1。其中，“ ”表示信號傳輸的方向；“Auo”=∞時，表示集成運放的開環電壓放大倍數為無窮大；符號的左邊兩根接線端表示輸入端（由于集成運放多采用直接耦合的方式，而這種耦合的缺點是產生“零漂”現象，為了解決這一問題，集成運放常采用“差動放大電路” 作為它的輸入級，而這種電路具有兩個輸入端），“-”表示的反相輸入端，“+”表示的同相輸入端，運放的實際的輸入信號為兩者之差，即uid=u+-u-；符號的右邊接線端表示輸出端，由于輸出信號的相位和同相輸入端的信號相位相同，所以也用“+”表示；“u-、u+、uo”分別對應反相輸入端的輸入電壓信號、同相輸入端的輸入電壓信號和輸出電壓信號，由于集成運放可以傳輸交流信號，也可以傳輸直流信號，在不同的參考書上，有時也采用大寫的“U-、U+、UO”來表示輸入和輸出，在這里，我們以小寫為例。

2 兩個概念

兩個概念是指“虛短”、“虛斷”，它們是集成運放十分重要的特性，用這兩個概念來分析電路，可以大大簡化集成運放應用電路的分析過程。用表1和表2來對比分析虛短”、“虛斷”與短路、斷路之間的關系：

3 兩種應用

“兩種應用”是指集成運放的線性應用和非線性應用。這兩種應用主要有以下幾點不同：

3.1 在特點及判斷標準上的不同

運放工作在線性區和非線性區的特點和判斷標準都是不相同的，以集成運放的電壓傳輸特性曲線來說明，如圖2所示：

（1）當集成運放工作在線性區時，集成運放的輸入輸出成一定的比例關系，其電壓放大倍數不再是開環變壓放大倍數Auo，而是閉環電壓放大倍數Auf，即圖2中斜線的斜率；

（2）當集成運放工作在非線性區，其內部的輸出級三極管進入飽和區工作，輸出電壓與集成運放的輸入信號不再呈線型關系，其值近似等于電源電壓Uom。

區分的標準是看是否引入了負反饋，電路中如果引入負反饋，則集成運放工作在線性區；否則，集成運放工作在非線性區。

3.2 運用的分析方法不同

對于分析方法上：集成運放的線性應用電路可以使用“虛短”、“虛斷”兩個概念進行分析，而集成運放的非線性應用中，“虛短”不再成立，僅能用“虛斷”的概念進行分析。

3.3 應用場合不同

集成運放的線性應用多用作數學模擬運算、波形變換、濾波等場合。非線性應用多用于數模轉換、數字儀表、自動控制和自動檢測等技術領域，以及波形產生及變換等場合。在實際中運放線性應用的場合遠高于非線性應用的場合，由運放組成的各種信號運算電路及其信號變換電路均屬于線性應用。集成運放非線性應用主要指比較器和信號發生器。比較器可以完成信號的比較、變換作用；信號發生器有矩形波和正弦波發生器兩種。

參考文獻

[1]陳鴻茂.集成運放應用電路分析方法探討.電工教學，2002，17（1）：37-41

[2]王岳昭.集成運放電路分析方法探析.寧夏大學學報，2001，22（4）：399-402

作者簡介

相方園（1982-），女，山東臨沂人，碩士，講師。