运算放大器的工作原理(运算放大器虚短虚断原理)

导语：运算放大器

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运算放大器（Compact Operator，简称CO）是一种电子元件，其功能是将信号进行放大。

在数字电路中用作输入、输出和比较之用。运算放大器具有电流增益高、输入阻抗小、噪声低等特点。

1. 运算放大器的基本原理：

（1）当信号电压经过电阻R1时，产生一个电流I1，该电流流过电阻R2并产生另一个电流I2。由于R1、R2的阻值相等而大小不同，因此两个电流的相位相反。

根据基尔霍夫定律：式中U为电压源；Vo是负载上的电压；K是比例系数（即放大倍数）。

（2）当负载RL通过电阻R3时，会产生另一个电压Vr2，该电压与前一电压的大小相等且相位相反（因为两电抗器的阻值相同），因而使两个输出端得到相等的直流偏置电位差E0=E1=-E0。

（3）由公式（1）可知，如果RL通过电阻R4后产生的直流偏压等于电源提供的正弦波形的话，则此交流信号将进入运算放大器的输入端NP1。

（4）由于NP1（或nP2）接有基准电源VR1，所以它相当于一个参考点。

（5）当从NP1到VR1之间的任何一点加一交流信号的瞬时功率大于零时（称为过载现象发生），则VC2=VC3。

（6）VC2=VC3，于是VD=0，此时VD/VD+D1/D2/C1=0，即无直流偏压存在。

2. 运算放大器的应用：

1）在模拟电路中的用途：

在模拟电路中作为基本元件使用：

A. 在分立器件级上作前置级使用：如三极管VTL电路等；

B. 作为集成运放的前置级使用：如TTL集成电路等；

C. 作中间级使用：如MOS管驱动电路等。

2）在开关电源中的用途：

A. 用作开关管的集电极开路保护用；B. 用作开关管的短路保护用；C. 用于单端正向导通控制及反激振荡器中做功放管用等等。

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