“集成运算放大器”知识点的概括与分析

摘 要：本文总结集成运放的知识点，将其概括为“一个符号、两个概念、两种应用”，以清晰明了的脉络梳理集成运放知识点间的内部联系，为广大的初学者学好这部分知识提供一定的帮助。

关键词：理想集成运放；“虚短”、“虚断”；应用电路

集成运放是学习模拟电子技术的重点，而此部分内容较多，且电路结构相似，容易给初学者理解此部分内容造成一定的困难。本文分别从集成运放的“一个符号、两个概念、两种应用”，来阐述集成运放的符号、分析方法到应用的相关知识。

1 一个符号

“一个符号”是指集成运放的电路符号，如图1。其中，“ ”表示信号传输的方向；“Auo”=∞时，表示集成运放的开环电压放大倍数为无穷大；符号的左边两根接线端表示输入端（由于集成运放多采用直接耦合的方式，而这种耦合的缺点是产生“零漂”现象，为了解决这一问题，集成运放常采用“差动放大电路” 作为它的输入级，而这种电路具有两个输入端），“-”表示的反相输入端，“+”表示的同相输入端，运放的实际的输入信号为两者之差，即uid=u+-u-；符号的右边接线端表示输出端，由于输出信号的相位和同相输入端的信号相位相同，所以也用“+”表示；“u-、u+、uo”分别对应反相输入端的输入电压信号、同相输入端的输入电压信号和输出电压信号，由于集成运放可以传输交流信号，也可以传输直流信号，在不同的参考书上，有时也采用大写的“U-、U+、UO”来表示输入和输出，在这里，我们以小写为例。

2 两个概念

两个概念是指“虚短”、“虚断”，它们是集成运放十分重要的特性，用这两个概念来分析电路，可以大大简化集成运放应用电路的分析过程。用表1和表2来对比分析虚短”、“虚断”与短路、断路之間的关系：

3 两种应用

“两种应用”是指集成运放的线性应用和非线性应用。这两种应用主要有以下几点不同：

3.1 在特点及判断标准上的不同

运放工作在线性区和非线性区的特点和判断标准都是不相同的，以集成运放的电压传输特性曲线来说明，如图2所示：

（1）当集成运放工作在线性区时，集成运放的输入输出成一定的比例关系，其电压放大倍数不再是开环变压放大倍数Auo，而是闭环电压放大倍数Auf，即图2中斜线的斜率；

（2）当集成运放工作在非线性区，其内部的输出级三极管进入饱和区工作，输出电压与集成运放的输入信号不再呈线型关系，其值近似等于电源电压Uom。

区分的标准是看是否引入了负反馈，电路中如果引入负反馈，则集成运放工作在线性区；否则，集成运放工作在非线性区。

3.2 运用的分析方法不同

对于分析方法上：集成运放的线性应用电路可以使用“虚短”、“虚断”两个概念进行分析，而集成运放的非线性应用中，“虚短”不再成立，仅能用“虚断”的概念进行分析。

3.3 应用场合不同

集成运放的线性应用多用作数学模拟运算、波形变换、滤波等场合。非线性应用多用于数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等技术领域，以及波形产生及变换等场合。在实际中运放线性应用的场合远高于非线性应用的场合，由运放组成的各种信号运算电路及其信号变换电路均属于线性应用。集成运放非线性应用主要指比较器和信号发生器。比较器可以完成信号的比较、变换作用；信号发生器有矩形波和正弦波发生器两种。

参考文献

[1]陈鸿茂.集成运放应用电路分析方法探讨.电工教学，2002，17（1）：37-41

[2]王岳昭.集成运放电路分析方法探析.宁夏大学学报，2001，22（4）：399-402

作者简介

相方园（1982-），女，山东临沂人，硕士，讲师。