因為晶體管放大器之前已經分析過MOSFET電路增益的計算，輸出電阻，輸入電阻的計算，還有頻率特性。 想要設計一個各項指標滿足要求的放大電路，比較復雜。

【資料圖】

如何對一個特定的信號進行微積分運算? 如何對多個信號進行加減計算? 這些都是在模擬電路中經常遇到的問題。 而運算放大器可能就是你解決這類問題的最佳選擇。

運算放大器是一個集成器件，它是由許多晶體管構成的。 從外部特性來看，運算放大器是由三個信號端口和兩個電源端口的組成的器件。 它由兩個具有高輸入電阻的電壓信號輸入端和一個低輸出電阻的電壓信號輸出端，以及兩個正負電源端。

在課本中，運算放大器的輸出電壓等于兩個輸入端電壓之差乘以一個的增益A0，Vout=A0(Vin1-Vin2)。 也就是說，課本上把運算放大器定為一個增益非常大的差分放大器，這樣的定義在我看來不是完美的。

根據運放輸出電壓的公式Vout=A0(Vin1-Vin2)，只要輸入端口之間存在細微的電壓差，輸出電壓就會持續飆升至極限。 這樣的結果不是我們想要的。

為了是運放工作在正常狀態下，我們就必須引入反饋電阻，使得輸出的電壓可以影響輸入。 如下圖所示。

正向輸入的放大器，Case1是假設A0趨于無窮大，要求Vout是正向輸入的放大器，Case1是假設A0趨于無窮大，要求Vout是常量，那么Vin1-Vin2就趨于無窮小，Vin1和Vin2近似相等，也可以理解為“虛短”。 可以計算出Vout/Vin=1+R1/R2。 Case2是假設A0不是無窮大，圖中X點處的電壓VX。 從而計算出閉環增益Vout/Vin。 計算思路比較簡單。 主要是圍繞Vout=A0(Vin1-Vin2)這個公式進行計算。

反向輸入的放大器，Case1是假設A0趨于無窮大，要求Vout是正向輸入的放大器，Case1是假設A0趨于無窮大，要求Vout是常量，那么Vin1-Vin2就趨于無窮小，Vin1和Vin2近似相等，也可以理解為“虛短”。 可以計算出Vout/Vin=1+R1/R2。 Case2是假設A0不是無窮大，圖中X點處的電壓VX。 從而計算出閉環增益Vout/Vin。 計算思路比較簡單。 主要是圍繞Vout=A0(Vin1-Vin2)這個公式進行計算。

運算放大器經常在沒有任何引腳接地，并且正負電源不對稱的情況下工作。 例如，提供給運算放大器的正電源是+5V，負電源是-3V。 此時的運放可以正常工作。 可以說明，運放在正常工作的時候是不需要知道GND的位置。 需要值得注意的是，運放輸出端的抬升和降低都會受到電源的限制。 運放的供電一般具有兩種方式，單電源和雙電源，單電源是指運放的一個電源端接正電壓，另一個接地。 雙電源指運放的一個接正電壓，另一個接負電壓。 不同的供電方式給運放帶來了不同的頻率特性和輸入輸出范圍。 但是我們經常把正負信號省略不畫在圖紙上，但是需要稍加分析進行區分。

運算放大器的兩個重要特性：

任何正負輸入點之間的細小誤差都會被輸出經過反饋電阻補償掉。 這就導致運算放大器始終處于兩個輸入端電壓相等的狀態。 我們稱為虛短路狀態。 但是由于反饋電阻的存在，電流輸入端的電流變化并不會引起該端電壓的變化。

虛斷是由于運放的輸入電阻 Rin 趨于無窮大，

需要值得注意的是：“虛短”不是運放本身的特性，而是深度負反饋導致的必然結果。