從這一篇開始我們討論運算放大器，也會涉及反饋網絡的內容。今天先從簡單的開始：運算放大器的接地。

兩個問題

【資料圖】

照例先拋出來一個問題：

①運算放大器是否需要端子接地？

②如果沒有接地，運算放大器是怎么工作的？

運算放大器，我想學過模電的同學多少都會知道一些。關于運放是否要接地，這個問題不曉得同學們是否有考慮過。就拿我們經常使用的萬用表，在測電壓時，負表筆也要考慮找個接地點戳一下，找個參考點。難道運放就不需要么？

什么是運算放大器

在考慮這個問題之前，我們先認識下運算放大器。課本上一般會說：運算放大器是由晶體管、電阻、電容等元器件組成的具有一定功能的電子電路。這種說法比較官方，我們簡單點，就直接從名字上看，“運算”和“放大”，即是說：它既可以實現電信號的運算（如加減乘除、積分、微分等），又可以對電信號進行放大（如電壓放大）。

至于其內部用什么實現的，我們暫且不管，就把它當做一個黑匣子，只關注外部是如何連接的。如下圖所示，運放的電路符合。

從上述電路符號中，我們可以看出，除了正常的負向輸入Vn、正向輸入Vp、輸出Vo外，上下還有兩個端子V+和V-，顯然是給運放供電的，

這里問一下，同學們是否對運放輸入端的“+”“-”的含義有什么疑問？

這里解釋一下。這里的“+”“-”是以輸出Vo為參考，+表示該輸入端子與輸出同相，-表示該輸入端子與輸出反相。

再說下V+和V-，從上圖中可以明顯看出，它們都是以GND為公共參考點，可分別給運放提供正向和負向電壓。而Vp和Vn可以分別給不同的電信號，這樣運算放大器確實不需要有一個端子來專門接地。這回答了文章開頭提出的一個問題。

沒有接地，怎么工作？

如上述，沒有接地端子，運放如何工作呢？

上圖為運放的電路模型。從上圖中可以直觀看出，Vo=A(Vp-Vn)。注意Vp和Vn都是對參考地的電壓，而輸出是A(Vp-Vn)。

這意味著，運放輸出端是只對差分信號(Vp-Vn)有響應，而對單獨的Vp和Vn這兩個共模信號沒有響應。而此時的放大倍數A也可以理解為是差模增益。基于此分析，對運放而言，只對輸入端的差值大小(Vp-Vn)感興趣，而對Vp和Vn的具體大小不感興趣。這里也解釋了為啥運放不需要專門的參考地端子，只要Vp、Vn、V+、V-具有相同的參考地，運放就只關心輸入端的差值。

因此，我們可以進一步理解運放是具有差分輸入和單端輸出的放大器。

總 結

今天先聊到這里，討論的內容比較簡單：

①運放是否需要專門的端子接地？

不需要；

②如果沒有接地，如何工作？

只要運放各端子具有相同參考地，運放只對差分信號(Vp-Vn)有響應，而對單獨的Vp和Vn這兩個共模信號沒有響應。

怎么樣？一個簡短的問題，給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里，能否晉升到陸地神仙境，一劍開天門，就看你的造化了！

審核編輯：湯梓紅