运算放大器差动输入状态下输入阻抗的分析
理想运算放大器的输入电阻
理想运算放大器的输入电阻
理想运算放大器是一种非常重要的电子元件，常用于电子电路中的信号放大和处理。
在设计和应用理想运算放大器时，输入电阻是一个至关重要的参数。
输入电阻是指理想运算放大器对输入信号的电阻，它决定了输入信号与放大器之间的关系以及信号的传输效果。
输入电阻的大小直接影响着放大器的灵敏度和稳定性。
输入电阻越大，放大器对输入信号的影响就越小，信号的传输效果也会更加稳定。
因此，在设计电子电路时，需要根据实际需求选择合适的输入电阻，以确保放大器的性能达到最佳状态。
输入电阻还影响着放大器的输入阻抗。
输入电阻越大，放大器的输入阻抗就越高，可以减小外部电路对放大器的影响，提高信号的传输效率。
因此，在设计电子电路时，需要考虑输入电阻的大小，以确保信号的稳定传输。
输入电阻还与放大器的输入偏置电流有关。
输入电阻越大，输入偏置电流对信号的影响就越小，可以减小信号失真的可能性。
因此，在应用理想运算放大器时，需要注意输入电阻的选择，以防止信号失真。
输入电阻还决定了放大器的输入端和外部电路的匹配程度。
输入电阻与外部电路的阻抗匹配不佳会导致信号的反射和损失，影响信号的传输效果。
因此，在设计电子电路时，需要根据输入电阻的大小
选择合适的外部电路，以确保信号的正常传输。
输入电阻是理想运算放大器中的一个重要参数，它直接影响着放大器的性能和信号的传输效果。
在设计和应用理想运算放大器时，需要充分考虑输入电阻的大小，以确保电路的稳定性和性能达到最佳状态。
通过合理选择输入电阻，可以提高放大器的灵敏度和稳定性，保证信号的正常传输，从而实现电子电路的高效工作。
运算放大器工作原理及误差分析
运算放大器工作原理及误差分析1．模拟运放的分类及特点模拟运算放大器从诞生至今，已有40多年的历史了。
最早的工艺是采用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺（后面称为标准硅工艺）。
在结型场效应管技术成熟后，又进一步的加入了结型场效应管工艺。
当MOS管技术成熟后，特别是CMOS技术成熟后，模拟运算放大器有了质的飞跃，一方面解决了低功耗的问题，另一方面通过混合模拟与数字电路技术，解决了直流小信号直接处理的难题。
经过多年的发展，模拟运算放大器技术已经很成熟，性能曰臻完善，品种极多。
这使得初学者选用时不知如何是好。
为了便于初学者选用，本文对集成模拟运算放大器采用工艺分类法和功能/性能分类分类法等两种分类方法，便于读者理解，可能与通常的分类方法有所不同。
1．1．根据制造工艺分类根据制造工艺，目前在使用中的集成模拟运算放大器可以分为标准硅工艺运算放大器、在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器、在标准硅工艺中加入了MOS工艺的运算放大器。
按照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模拟运算放大器性能的影响，快速掌握运放的特点。
标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗较高。
这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管，它们是电流型器件，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特点，即使输入级采用多种技术改进，在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。
为了顾及频率特性，中间增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB之间。
标准硅工艺可以结合激光修正技术，使集成模拟运算放大器的精度大大提高，温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。
通过变更标准硅工艺，可以设计出通用运放和高速运放。
典型代表是LM324。
在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器主要是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为结型场效应管，大大提高运放的开环输入阻抗，顺带提高通用运放的转换速度，其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。
典型运算放大器电路及分析
典型运算放大器及分析集成运算放大器是一种集成电路，实际上是一种双端输入，单端输出，高增益，高输入电阻，低输出电阻的多级直接耦合放大器。
当给其外加不同性质的反馈网络时，能够实现不同的功能。
集成运算放大器是一种高增益，高输入阻抗的直接耦合器，通常由输入级，中间放大级和输出级等三个部分构成。
输入级一般采用恒流源的差分放大器，有两个输入端，同相输入端（输入和输出同相）和反相输入端（输入和输出反相）。
输入级是运算放大器的重要组成部分，要求是高增益，大的共模抑制比，高输入阻抗和允许较大范围的信号输入中间级起放大作用，并且需要具备直流电平位移功能，在运算放大器输入为零时，输出电平也为零。
输出级则需要有较大的额定输出电压或电流，要具有较低的输出电阻，能够适应不同负载的要求。
同相输入同相放大器输入信号从同相端输入时，称之为同相输入组态。
输入从+端输入，通过电阻R f反馈到-端。
且①和②端的电压相等。
V1=V2由于I1=0I R=I f得到输出电压为V o=I R(R1+R f)I R=V1R1=V2R1因此同相放大器的增益为V o V2=I R(R1+R f)I R R1=1+R fR1从结果可知，同相放大器的增益和运算放大器本身的增益无关，经取决于外部的电阻值。
比例放大器分析方法与反相比例放大器一致。
K F=V oV s=1+R fR s电压跟随器V s=V oK F=V oV s=1反相输入反相放大器对于运算放大器，若输入信号从反相输入端输入，即为反相输入组态。
图表 1 典型反相放大器放大器各电流电压的关系为由理想放大器的虚短，虚断关系I1=0,V1=V2I i=(V i−V1)R1=V iR1I f=V1−V oR f=−V oR f −V oR f=V iR1V oV i=−R fR1V oV i就是该电路的电压放大倍数，由于相位相反，因此该电路为反相放大器。
反相加法器图表 2 反相加法器电压电流关系：I1=V1 R1I2=V2 R2I3=V3 R3V o=I f R f=−R f{V1R1+V2R2+V3R3}输出信号电压为各输入信号电压之和，因此称该电路为比例加法器。
运算放大器参数详解
运算放⼤器参数详解运算放⼤器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：⼤中⼩订阅运算放⼤器（常简称为“运放”）是具有很⾼放⼤倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈⽹络共同组成某种功能模块。
由于早期应⽤于模拟计算机中，⽤以实现数学运算，故得名“运算放⼤器”，此名称⼀直延续⾄今。
运放是⼀个从功能的⾓度命名的电路单元，可以由分⽴的器件实现，也可以实现在半导体芯⽚当中。
随着半导体技术的发展，如今绝⼤部分的运放是以单⽚的形式存在。
现今运放的种类繁多，⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。
历史直流放⼤电路在⼯业技术领域中，特别是在⼀些测量仪器和⾃动化控制系统中应⽤⾮常⼴泛。
如在⼀些⾃动控制系统中，⾸先要把被控制的⾮电量（如温度、转速、压⼒、流量、照度等）⽤传感器转换为电信号，再与给定量⽐较，得到⼀个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不⾜以推动显⽰或者执⾏机构，所以需要把这个偏差信号放⼤到需要的程度，再去推动执⾏机构或送到仪表中去显⽰，从⽽达到⾃动控制和测量的⽬的。
因为被放⼤的信号多数变化⽐较缓慢的直流信号，分析交流信号放⼤的放⼤器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放⼤。
能够有效地放⼤缓慢变化的直流信号的最常⽤的器件是运算放⼤器。
运算放⼤器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除⽐例微分积分等）单元，是模拟电⼦计算机的基本组成部件，由真空电⼦管组成。
⽬前所⽤的运算放⼤器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有⾼放⼤倍数的电路，集成在⼀块微⼩的硅⽚上。
第⼀块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的µA741，在60年代后期⼴泛流⾏。
直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦⼯程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际⽅向从a 端指向公共端时,输出电压U实际⽅向则⾃公共端指向o端,即两者的⽅向正好相反.当输⼊电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际⽅向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别⽤"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考⽅向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或⽤箭头表⽰.反转放⼤器和⾮反转放⼤器如下图：⼀般可将运放简单地视为：具有⼀个信号输出端⼝（Out）和同相、反相两个⾼阻抗输⼊端的⾼增益直接耦合电压放⼤单元，因此可采⽤运放制作同相、反相及差分放⼤器。
运算放大器电路分析详解
透解放大器遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
实验3 差动放大电路实验
实验3 差动放大电路实验一、实验目的（1）进一步熟悉差动放大器的工作原理；（2）掌握测量差动放大器的方法。
二、实验仪器双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。
三、实验原理实验电路如图1。
它是一个具有恒流源的差动放大电路。
在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。
差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。
若电路完全对称，对于差模信号，若Q1集电极电流增加，则Q2集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3和R e3等效于短路，Q1，Q2的发射极几乎等效于接地，差模信号被放大。
对于共模信号，若Q1集电极电流增加，则Q2集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1，Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模干扰被衰减。
从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。
调零电位器R p用来调节Q1，Q2管的静态工作点，希望输入V I1=0, V I2=0时，使双端图1 差动放大电路图输出电压V o=0。
差动放大器常被用做前置放大器。
前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。
有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。
若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。
于是人们希望有一种只放大差模信号、不放大共模信号的放大器，这就是差动放大器。
运算放大器的输入级大都为差动放大器，输入电阻都很大，例如LF353的输入电阻约为1012Ω量级，OP07的输入电阻约为107Ω量级。
四、实验内容本实验电路在两个输入端分别接了510Ω电阻，使差动放大器的输入电阻下降至略小于510Ω，这是很小的输入电阻。
其原因是，本实验电路用分立元件组成，电路中对称元件的数值并不完全相等；其集电极为电阻负载，而不是恒流源负载；其发射极为恒流源负载，而不是镜像电流源负载，所以本实验电路的共模抑制比并不高。
理想运算放大器的输入电阻
理想运算放大器的输入电阻理想运算放大器（Ideal Operational Amplifier，简称IOA）是一种重要的电子器件，广泛应用于模拟电路中。
在设计和应用中，IOA的输入电阻是一个重要的性能指标。
本文将从IOA的定义、输入电阻的概念、输入电阻的影响因素以及输入电阻的优化等方面进行探讨。
我们需要了解IOA的基本概念。
IOA是一种理想化的电子放大器，它具有无限大的电压增益、无限大的输入阻抗和零的输出阻抗。
尽管现实中的放大器很难满足这些理想条件，但IOA的模型仍然被广泛应用于电路设计和分析中，因为它能够提供方便的分析和计算。
接下来，让我们来探讨输入电阻的概念。
输入电阻是指放大器对输入信号源提供的等效电阻。
在理想情况下，IOA的输入电阻是无穷大的，即输入电流为零。
这意味着IOA对输入信号源不消耗电流，保持输入端的电压稳定。
然而，在实际应用中，IOA的输入电阻往往会受到各种因素的影响，导致输入电流不为零。
输入电阻受到许多因素的影响，比如IOA的内部电路结构、电源电压、温度等。
首先，IOA的内部电路结构对输入电阻有重要影响。
一般来说，IOA的内部电路由差动放大器和输出级组成。
差动放大器负责放大输入信号，而输出级驱动负载并提供输出信号。
在设计IOA时，我们可以通过合理选择差动放大器的参数来调节输入电阻。
电源电压也是影响输入电阻的一个重要因素。
在实际应用中，IOA通常工作在双电源供电模式下，即正电源和负电源。
电源电压的大小会直接影响IOA的输入电阻。
一般来说，电源电压越高，输入电阻越大。
因此，在设计电路时，我们需要根据实际需求合理选择电源电压，以达到所需的输入电阻。
温度也是影响输入电阻的一个重要因素。
随着温度的升高，IOA内部电路的参数会发生变化，从而影响输入电阻。
一般来说，温度越高，IOA的输入电阻越小。
因此，在高温环境下，我们需要采取一些措施来保证IOA的输入电阻稳定。
为了优化IOA的输入电阻，我们可以采取一些措施。
几种运算放大器比较器及电路的简单分析
几种运算放大器比较器及电路的简单分析运算放大器和比较器是两种常见的电子元件，它们在电路中具有不同的功能。
本文将对这两种电子元件进行简单的分析和比较。
一、运算放大器运算放大器是一种用于放大电压信号的电子设备。
它具有高放大倍数和低失真的特点，常被用于放大微弱的输入信号。
运算放大器一般由多级放大电路组成，其中包括差动输入级、差动放大级、共射放大级和输出级。
运算放大器具有以下几个特点：1.高放大倍数：运算放大器通常具有很高的开环放大倍数，可以放大微小的输入信号。
2.低失真：运算放大器的差分输入电阻和输入容量很低，从而减小了输入信号的失真。
3.稳定性好：运算放大器具有很好的直流稳定性和交流稳定性，使其能够在不同的负载条件下稳定工作。
4.大信号驱动能力：运算放大器能够输出较大的电流和电压，可以驱动各种负载。
5.可调增益：运算放大器通常具有可调的增益，可以通过调节电阻、电容或反馈电阻等元件来改变放大倍数。
运算放大器常被应用于放大、滤波、积分、微分和开关等电路中，常见的应用有示波器、滤波器和反馈电路等。
二、比较器比较器是一种用于比较两个电压的电子元件。
它具有高增益和快速响应的特点，常被用于判断输入信号的大小关系。
比较器通常由不同类型的放大电路和判决电路组成，常见的比较器有有限增益比较器、开环比较器和比率比较器等。
比较器具有以下几个特点：1.高增益：比较器通常具有很高的增益，可以放大微小的输入差异。
2.快速响应：比较器的响应时间很短，可以快速判断输入信号的大小关系。
3.可调阈值：比较器可以通过调节电阻、电容或反馈电阻等元件，改变阈值的位置。
4.高输入阻抗：比较器的输入阻抗很高，可以减小输入电路对比较器的影响。
比较器常被应用于开关、报警、触发器和AD转换等电路中，常见的应用有电压比较器、窗口比较器等。
三、运算放大器与比较器的比较虽然运算放大器和比较器都是电路中常用的电子元件，但它们在功能和特性上有一些不同之处。
1.功能：运算放大器的主要功能是放大信号，而比较器的主要功能是比较电压。