集成電路是采用專門的制造工藝，在半導(dǎo)體單晶硅上，把晶體管、場效應(yīng)管、二極管、電阻和電容等元器件以及它們之間的連線所組成的電路制作在一起，使其具有特定功能的芯片。

1.組成

集成運(yùn)放由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四部分構(gòu)成。

①輸入級(jí)

輸入級(jí)又稱前置級(jí)，通常是一個(gè)雙端輸入的高性能差分放大電路。一般要求輸入阻抗高，差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號(hào)能力強(qiáng)，靜態(tài)電流小，對(duì)整個(gè)集成運(yùn)放的性能參數(shù)至關(guān)重要。

②中間級(jí)

中間級(jí)是集成運(yùn)放的主放大器，其作用是使集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大能力，多采用共射(晶體管)(或共源(MOS管))放大電路，其電壓放大倍數(shù)可達(dá)幾千倍。

③輸出級(jí)

輸出級(jí)具有輸出電壓線性范圍寬、輸出阻抗小(即帶載能力強(qiáng))、非線性失真小等特點(diǎn)，通常采用互補(bǔ)輸出電路。

④偏置電路

偏置電路用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

2.特點(diǎn)

①開環(huán)差模放大倍數(shù)(增益)超級(jí)大

②差模輸入電阻超級(jí)大

③輸出電阻超級(jí)小

3.用途

1.加減乘除 2.積分/微分 3.電壓跟隨器

4.電壓比較器 5.同向/反向放大器 6.差分放大器

7、I/V轉(zhuǎn)換 8、精密電流源 9、波形發(fā)生器

4.工作原理

信號(hào)輸入：

當(dāng)輸入信號(hào)從 “-” 端口輸入放大器時(shí)，輸出端的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相;

當(dāng)輸入信號(hào)從 “+” 端口輸入放大器時(shí)，輸出端的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相;

當(dāng)兩個(gè)輸入端口同時(shí)輸入信號(hào)時(shí)，運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)減數(shù)運(yùn)算，輸出信號(hào)與較大的一方同相。

理想運(yùn)放：

一個(gè)理想的運(yùn)算放大器必須具備下列特性(這些東西是理論東西，就算不懂這些名詞，也不影響后面我們會(huì)使用運(yùn)放)：

無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開環(huán)回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。

線性區(qū)：Vout = 開環(huán)增益* ( Vin+ - Vin-) ，

開環(huán)增益為差模開環(huán)放大倍數(shù)，非常高，可達(dá)幾十萬倍，因此，集成運(yùn)放的線性區(qū)非常窄。

假如運(yùn)放的正輸入端的電壓高于負(fù)輸入端的電壓 ，即便只高一點(diǎn)點(diǎn)，由于開環(huán)增益無限大，所以他還是會(huì)產(chǎn)生他能夠輸出的最大正電壓 。

相反的，假如運(yùn)放的正輸入端的電壓低于負(fù)輸入端的電壓 ，所以他還是會(huì)產(chǎn)生他能夠輸出的最大負(fù)電壓。

非線性區(qū)：輸出電壓要么Uom，要么?Uom，達(dá)到飽和，一般用于比較器。

電流流向

運(yùn)放的輸入端是沒有電流流入或者流出的，但是輸出端是可以經(jīng)過電流的! 因?yàn)樗兄鵁o限大的輸入阻抗。

輸出端的電流流向如下圖所示

(電流通過正電源流向輸出，或者通過輸出流向負(fù)電源)

輸出端的這些電流是由運(yùn)放的供電端提供的，

為什么運(yùn)放的輸出最大值不可能超過供電電源，輸出的最小值不可能低于負(fù)電源

( 電流是從電壓高的地方流向電壓低的地方 )。

5.單電源供電和雙電源供電

最開始運(yùn)放都是雙電源供電，一個(gè)正電源一個(gè)負(fù)電源且絕對(duì)值相同。應(yīng)變便攜設(shè)備低功耗的需求，減少電源個(gè)數(shù)降低電源電壓的節(jié)能需求。

總結(jié)：單的都能用雙的，雙的用單的會(huì)有問題。

1：在放大直流信號(hào)時(shí)

如果采用雙電源運(yùn)放，則選擇雙電源供電。 如果采用單電源運(yùn)放，則單電源供電或雙電源供電都可以正常工作。

2：在放大交流信號(hào)時(shí)

無論是單電源運(yùn)放還是雙電源運(yùn)放，采用正負(fù)雙電源供電都可以正常工作; 對(duì)于單電源運(yùn)放，表現(xiàn)為無法對(duì)信號(hào)的負(fù)半周放大，要采用單電源，就需要所謂的“偏置”。

區(qū)別

雙電源的總動(dòng)態(tài)范圍、輸出電壓/電流、精度、負(fù)載抗干擾性優(yōu)于單電源運(yùn)放。

a)供電電壓的區(qū)別

b)單電源供電的同向輸入放大器要求輸入電壓不能為負(fù)

c)單電源供電的反向輸入放大器要求輸入電壓不能為正

d)單電源供電的運(yùn)放要放大交流信號(hào)必須提供合適的偏置電壓。

第一張圖是一個(gè)電壓型運(yùn)放，電流信號(hào)轉(zhuǎn)電壓信號(hào)，在這個(gè)電路中運(yùn)放的虛短虛斷是否還成立，左側(cè)是一個(gè)電流源，如果虛短虛斷成立，運(yùn)放的兩個(gè)引腳電壓都是0，但是電流源又會(huì)在電容上產(chǎn)生壓降，又產(chǎn)生矛盾，這種情況下給如何分析輸入輸出的數(shù)量關(guān)系?

第二張圖是一個(gè)電流型運(yùn)放，雖然說電流型運(yùn)放從正輸入端看進(jìn)去阻抗是有限的，但是該電流型運(yùn)放正端接地，在這種電流型運(yùn)放的電路中是否滿足虛短虛斷條件，如果滿足那是否又和上面一個(gè)一樣又產(chǎn)生了矛盾，電流源在電容上產(chǎn)生壓降，運(yùn)放兩端電壓又相等。