運算放大器系列一簡介

wish

什麼是運算放大器？運算放大器是一個積體電路(IC)，為什麼它叫做運算放大器？因為最初它是被設計應用在類比式的計算機電路或控制電路中，講到這裡我相信有人會問我什麼是類比式計算機？所謂它可以應用在類比式計算機，主要是指它可以在電路中提供電壓、電流的數學動作，例如加法、減法、微分、積分與對數....等等，還有就是它具有放大的電路功能，就是因為它會做這些函數電路的演算，所以它被稱為運算放大器。

它被廣泛應用的程度可能出乎你意料之外，如果你有電子的底子，你一定會同意我的話才對。舉例來說，音響就是放大電路，用運算放大器來做那就很簡單，電源供應器有穩壓就會用到運算放大器的比較器，如果你夠眼尖，主機板上不是常出現LM358那個8腳IC嗎？它就是運算放大器，還有很多應用是講不完的。

不用講太多應用例子，我們一起來了解運算放大器，假以時日我相信你也能駕馭它。

運算放大器的全名叫做 Operational Amplifier，一般人簡稱OP AMP，如果你用國、英語發音，就叫歐P暗普，要初探運算放大器的世界，我們要先知道三個關於OP AMP的特性︰

一、輸入阻抗越大越好。
二、開路增益(初學者先想成是放大率)越大越好。
三、輸出阻抗越小越好。

其實運算放大器的要求不止這些，但是一次要大家記很多是沒什麼效果的，重要的先記住就好，其它的有用到再補述即可。

為什麼輸入阻抗要越大越好？因為輸入阻抗越大，對輸入訊號源的影響就越小，大家想想看？如果輸入阻抗可以大到無限大，那輸入電流將為零，這對運算放大器的穩定度會是正面的。
再來千萬別問我為什麼開路增益要越大越好，這跟人不會嫌錢多的情形類似，錢多可以選擇省一點花，但是反過來就很累了，運算放大器的增益太大(錢太多)，我們可以由簡單的電路衰減(省一點花)，這個道理應不難理解。
其實運算放大器的放大率最終是受它的供應電源高低影響，這個講到放大的時候會再提到，現在我只要大家知道開路增益就是當運算放大器的輸入腳空接時，運算放大器的放大率即可。
最後是輸出阻抗為什麼要越小越好？那是因為當運算放大器的輸出接負載時，不致因為負載而影響輸出。我們想一想，如果輸出阻抗可以小到為零，那負載不管阻抗多大多小都不會影響運算放大器的輸出對吧！簡單說，運算放大器的輸出阻抗越低，有利於與下一級電路的匹配。
就算是一般的放大器也是要求高輸入阻抗、低輸出阻抗，道理跟運算放大器是一樣的。

好了！講到這裡介紹一個最常見的運算放大器給大家認識，那就是uA741，我把它的Datasheet放在下方，有興趣的朋友可以下載回去看看，裡面那個三角型就是運算放大器的符號，下次我們會探討運算放大器的各種常用電路。



ua741.pdf (423.14 KB, 下載次數: 181)

2010-3-3 01:02 AM 上傳

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s10274chen

之前讀高職時，算OPA電路算到快抓狂，還有些都是超級變化電路，算下去好複雜。
到現在只還記得基本公式.....還有一些基本特性.....CMRR越大越好、虛接地、虛短路....好多啊！

shunxing

昨天就看到這文了~~~~只是我已經暈了~~~沒時間看~~~

這類的放大器~~~~不管在哪個電路都有用到....
而且~~~用在電壓調整方面也很多~~~
尤其是微調電壓...早期的CRT就常用到了...

還有很多用途~~~只不過~~我不會解釋~~~~~教學的就交給W大吧~~~~

逃兵

耶。W大要教這個東西呀。那我可以插話嗎？

wish

我不可能一次就講的講的很詳細，歡迎你或大家補述或提供你的心得。

wish

要用到出神入化自然很複雜，要顧慮的地方就會很多，也會花費大量的時間在計算上，一個基本電路要求比較少，大家應該比較能入門。
也歡迎你提供你以前的學習心得。

pemit

OP 運算放大器當初在學的時後都死背公式
現在幾乎都忘光了. 電路這種東西還是真的要自己動手做過才算是屬於自己的
之前種的因, 現在只好重新學習.

wish

你說的對，不動手是永遠學不會的，這包括背公式在內，把公式背起來只是讓你要應用時不用去翻書，並不是把公式背起來就會了，應用跟考試完全不同，你只要會應用，公式忘記的話去翻一下書就知道了。

skyboat0520

http://i175.photobucket.com/albums/w144/skyboat_TW/Ideal_op.jpg

wish

學校教的大概就是像你貼出來的這樣，或許這樣子教才算"正規"，但是學習成果會說明一切。
所以有人說老師很重要，他會知道一般學子會卡在那裡，他會規劃出適合的教學方法。
把基本電路弄懂，之後有公式驗證，最後你再看這些較生硬的東西時，你就不會再頭疼了，這是我的看法。

逃兵

OP 在簡圖就只有3支腳。
而這3支腳分別是 +, - 跟輸出
那理想的 OP 是要有無限大的放大率.
所以，只要 +,- 之間有差異的話，它就會放大到無限大的輸出。
也就成了 +無限大的電壓，跟 - 無限大的電壓兩種。
請問，這樣的電路可以用在那邊呢？
比較器。所以比較器就這樣做出來了。注意喔，我們目前都說"理想"狀態。

還有，記住在放大上面有兩種放大，一個是電流放大，一個是電壓放大。
在電流放大，你要往電晶體方面去找答案。
在電壓放大，你要往 OP 上面去找答案。
這是一般我們在應用上的準則。

下次再來說其它的。