运算放大器11种经典电路

本文主要介绍运算放大器11种经典电路，运算放大器的11种经典电路，可以说是模拟电路入门的“必修课”。掌握了它们，很多复杂电路在你眼中也会变得清晰起来。图文来源公号：鼎芯电子

运算放大器11种经典电路

为了方便你查阅和对比，我把这11种电路整理成了一个总表，然后再逐一拆解它们的原理和公式。

11种经典运放电路速查表

电路类型核心公式 (理想条件下)核心功能

1. 反相放大器Vout = -(Rf/Rin) * Vin信号放大并反相

2. 同相放大器Vout = (1 + Rf/Rin) * Vin信号放大，相位不变

3. 电压跟随器Vout = Vin阻抗变换、缓冲隔离

4. 反相加法器Vout = -Rf * (V1/R1 + V2/R2)多个信号求和（反相）

5. 同相加法器Vout = (R1+R2)/R2 * (V1*R2 + V2*R1)/(R1+R2)多个信号求和（同相）

6. 减法器 (差分放大器)Vout = (R2/R1) * (V2 - V1)两个信号求差

7. 积分器Vout = -1/(R*C) ∫ Vin dt对输入信号进行积分

8. 微分器Vout = -R*C * d(Vin)/dt对输入信号进行微分

9. 仪表放大器Vout = (1 + 2R1/Rgain) * (V+ - V-)放大微弱差分信号

10. 比较器 (开环使用)Vout = +Vcc (若 V+ > V-), -Vee (若 V+ < V-)判断两个电压大小

11. 电流-电压转换器 (I/V转换)Vout = -Iin * Rf将输入电流转换为电压

逐个拆解：原理、公式与核心公式

理解这些电路的核心，是掌握“虚短”和“虚断”这两个概念。几乎所有线性应用电路的分析都建立在此之上。

基础放大电路

反相放大器：信号从反相端输入，输出信号被放大且相位相反。增益为 Av = -Rf/Rin。

同相放大器：信号从同相端输入，输出信号被放大且相位相同。增益为 Av = 1 + Rf/Rin。

电压跟随器：这是同相放大器的一个特例（Rf=0或Rin无穷大），输出等于输入，但输入阻抗极高，输出阻抗极低，常用作缓冲级。

运算电路

反相加法器：多个输入信号通过各自电阻在反相端相加，实现求和运算。

同相加法器：多个输入信号在同相端相加，电路结构稍复杂，但能实现同相求和。

减法器 (差分放大器)：同时连接同相和反相端，实现两个信号的减法运算。它对电阻匹配精度要求较高。

信号处理电路

积分器：将电容放在反馈回路，输出电压与输入电压对时间的积分成正比，常用于将方波转换为三角波。

微分器：将电容放在输入回路，输出电压与输入电压的变化率成正比，对噪声敏感。

仪表放大器：通常由三个运放构成，拥有极高的输入阻抗和共模抑制比，专门用于放大传感器送来的微弱差分信号。

特殊应用电路

比较器 (开环使用)：运放不加反馈，直接比较两个输入端的电压大小。输出不是高电平就是低电平。注意，专用比较器（如LM393）速度更快。

电流-电压转换器 (I/V转换)：常用于光敏二极管或电流型DAC的输出，将电流信号精确地转换为电压信号。

核心心法与选型建议

分析上述所有电路，都离不开我们之前聊过的 “虚短”和 “虚断”。

虚短：在深度负反馈下，运放两个输入端的电压几乎相等 (V+ ≈ V-)。

虚断：因为运放输入阻抗极高，流入输入端的电流几乎为零 (I+ = I- ≈ 0)。

在实际选择电路时，可以参考以下建议：

高输入阻抗：首选同相放大电路。

抗干扰能力：反相放大电路由于“虚地”的存在，共模电压小，抗干扰能力更强。

高精度差分信号：应优先考虑集成仪表放大器，而非自行用分立运放搭建，因为集成方案在电阻匹配和温漂控制上要好得多。

小结：以上就是运算放大器11种经典电路，希望对各位电子元器件买家有帮助，了解更多
电子元器件知识内容。