理想的電壓反饋型（VFB）運(yùn)算放大器

請(qǐng)注意，當(dāng)電路配置為最小增益1(RG = ∞)時(shí)，由于輸出驅(qū)動(dòng)分壓器(增益設(shè)置網(wǎng)絡(luò))，所以反相引腳端的最大可用電壓為全部輸出電壓。

另外注意，在反相和同相兩種配置中，反饋是從輸出引腳到反相引腳。這是負(fù)反饋，對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，這有許多優(yōu)勢(shì)，我們將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)討論。

另外需要注意的是，增益是以電阻的比值而不是其實(shí)際值為基礎(chǔ)。這就意味著，設(shè)計(jì)師可以從多種值中進(jìn)行選擇，只需遵循某種實(shí)際限制即可。

然而，如果電阻的值太低，則需運(yùn)算放大器輸出引腳提供大量電流才能正常工作。這會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器本身的功耗大幅增加，從而帶來(lái)多種缺點(diǎn)。功耗增加會(huì)使芯片自熱，結(jié)果可能改變運(yùn)算放大器本身的直流特性。另外，產(chǎn)生熱量最終可能使結(jié)溫升高至150°C以上，而這是多數(shù)半導(dǎo)體常用的上限。結(jié)溫為硅片本身的溫度。另一方面，如果電阻值過(guò)高，就會(huì)導(dǎo)致噪聲和寄生電容增加，結(jié)果也可能限制帶寬，并有可能導(dǎo)致不穩(wěn)定和振蕩。從實(shí)用角度來(lái)看，10 以下和1 M以上的電阻很難找到，尤其是需要精密電阻時(shí)。

計(jì)算反相運(yùn)算放大器的增益

我們來(lái)詳細(xì)討論一下反相運(yùn)算放大器的情況。如圖5所示，同相引腳接地。我們假定采用一種雙極性(正和負(fù))電源。由于運(yùn)算放大器將強(qiáng)制使通過(guò)輸入引腳的差分電壓變成零，所以反相輸入也會(huì)表現(xiàn)為地電壓。事實(shí)上，這個(gè)節(jié)點(diǎn)通常稱為"虛擬地".

圖5:反相放大器增益

如果向輸入電阻施加電壓(VIN)，就會(huì)通過(guò)電阻(RG)產(chǎn)生電流(I1)，因此：

由于理想的運(yùn)算放大器輸入阻抗無(wú)窮大，因此，不會(huì)有電流流入反相輸入引腳。因此，同一電流(I1)一定會(huì)流過(guò)反饋電阻(RF)。由于放大器將強(qiáng)制使反相引腳變成地，因此，輸出引腳將有電壓(VOUT)：

經(jīng)過(guò)一些簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算，可以得到結(jié)論(等式 1)，即：

計(jì)算同相運(yùn)算放大器的增益。

圖6:同相放大器增益

現(xiàn)在，我們來(lái)詳細(xì)考察一下同相放大器的情況。如圖6所示，輸入電壓施加于同相引腳。

輸出電壓驅(qū)動(dòng)一個(gè)由RF和RG構(gòu)成的分壓器。反相引腳(VA)端的電壓(位于兩個(gè)電阻的接合處)等于：

運(yùn)算放大器的負(fù)反饋行為會(huì)使差分電壓變成0,因此：