| 預告 |

我們熟悉的基本元器件有電阻、電容、二極管、三極管等等，雖然運放的內(nèi)部也集成了這些元器件，但在我們實際電路設計中運放已經(jīng)成為了一個基本元器件。運放一個重要的功能就是放大，但是我們知道單個晶體管也可以實現(xiàn)放大，那為什么還要創(chuàng)造運放呢？

| 先看單管放大器 |

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上圖是個單管放大器，它優(yōu)點明顯就是 結(jié)構(gòu)簡單，成本低 。下面我們來討論一下它的缺點：

◆ 需要設置靜態(tài)工作點，要使晶體管工作總是要設置一些偏置電壓使之符合某些特性曲線；

◆ 單個晶體管的增益離散度很大，穩(wěn)定性差，在生產(chǎn)中逐個去校正成本高。

◆ 設計并生產(chǎn)一種指定增益的放大器IC，對于IC廠商來說是極為簡單的，但是實際應用當中需要的增益卻是數(shù)不清的，廠商不可能做出無窮多種增益。

◆ 綜上最后兩點我們似乎應該要創(chuàng)造這么一個器件， 這個器件所組成的放大器它的增益與單個晶體管的增益無關，只與它的外圍元器件有關。 此外，我們最后還會發(fā)現(xiàn)使用這個器件設置工作點極為簡單甚至有些根本不用。那如何創(chuàng)造這個元器件，首先來簡單地看一下負反饋放大器。

| 負反饋放大器 |

由哈爾德·布萊克（Harold Black）發(fā)明

A:開環(huán)增益、β：反饋系數(shù)、Aβ:環(huán)路增益

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· 數(shù)學描述 ·

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● 由上面的數(shù)學模型可以發(fā)現(xiàn)當Aβ>>1時，負反饋放大器的增益由β即反饋系數(shù)所決定，它與基本放大電路無關。

● 通常反饋網(wǎng)絡由電阻電容組成，有了這樣一種模型我們就可以直接通過調(diào)節(jié)阻容來決定放大器的增益，而不用去關注基本放大電路本身，這個基本放大電路就是所謂的運算放大器。從這個原理上可以粗暴地說世界上只要生產(chǎn)一款運放就可以滿足所有的應用。

● 上式的紅色部分正是產(chǎn)生增益誤差的原因，我們能夠用虛短虛斷來分析運放電路正是忽略了這一部分。

| 從負反饋模型到同相放大器 |

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■ 上圖虛線紅框就是反饋網(wǎng)絡。很容易就可以算出反饋系數(shù) β=R1/(R1+R2) ，當然這是在運放沒有輸入電流的情況下得到的，即所謂的虛斷。我們將完整的增益公式列出來：

■ 上式可以發(fā)現(xiàn)由負反饋模型推導出來的放大器增益公式與用虛短虛斷計算出來的一致。