在集成运算放大器放大电路中，有三种基本放大电路，即反相输入放大电路、同相输入放大电路及差分输入放大电路。这三种基本放大电路的特点见下表。表中列出三种基本放大电路的特点和性能比较。
一、反相放大器电路
1.基本电路
反相输入放大电路如图2-1所示，输入电压uI通过电阻R作用于集成运算放大器的反相输入端，故输出电压uO与uI反相。同相输入端通过电阻R′接地，R′为补偿电阻，以保证集成运算放大器输入级差分放大电路的对称性；其值为uI=0时反相输入端总等效电阻，即各支路电阻的并联，因此，R′=R∥Rf。
通常，在分析运算电路时均设集成运算放大器为理想运算放大器，因而其两个输入端之间的电压为0，即uN-uP=0，或uN=uP，称为“虚短路”，简称“虚短”。两个输入端之间的净输入电流为0，即iN=iP=0，称为“虚断路”，简称“虚断”。“虚短”和“虚断”的概念是分析运算电路的基本出发点。
根据“虚短”和“虚断”的概念，可得出
uO与uI成比例关系，比例系数为-Rf/R，负号表示uO与uI反相。比例系数的数值可以是大于、等于和小于1的任何值。此电路的输出电阻Ro=0，电路的输入电阻
由此可见，要增大电路的输入电阻，就必须增大R。例如在比例系数为-100的情况下，若要求Ri=10kΩ，则R应取 10kΩ，Rf应取 1MΩ；若要求Ri=100kΩ，则R应取 100kΩ，Rf应取10MΩ。但是，当电路中电阻取值过大时，不仅电阻稳定性变差、噪声变大，放大电路的比例系数也会变化。解决这一矛盾的办法是用T型网络代替了相应的反馈电阻Rf。
2.T型网络反相输入放大电路
T型网络反相输入放大电路如图2-2所示，因电阻R2、R3 和R4构成大写英文字母T，故得名。和图2-1比较，这里用T型网络代替了相应的反馈电阻Rf。
其输入电压uI与输出电压uO关系为
当R3=∞时，uO与uI关系如式（2-1）。也就是说式（2-1）是式（2-2）在电阻R3为无穷大时的特例。T型网络电路的输入电阻Ri=R1。现在我们还看比例系数为-100的情况，若要求Ri=100kΩ，则R1应取 100kΩ；如果R2和R4也取100kΩ，那么只要R3取 1.02kΩ，即可得到-100的比例系数。
二、同相放大器电路
1.同相输入放大电路
同相输入放大电路如图2-9所示，它是将如图2-1所示反相输入放大电路中输入端和接地端互换得到的。
同相输入放大电路的I/O关系为
上式表明uO与 uI同相且uO大于等于uI。这种电路的放大倍数不能小于1。这种电路的输出电阻Ro=∞，输入电阻Ri=0。
2.电压跟随器
在同相输入放大电路中，将输出电压的全部反馈到反相输入端，就构成电压跟随器，如图2-10所示。这种电路的输出电压和输入电压的关系为
理想运算放大器的开环差模增益为无穷大，因而电压跟随器具有比射极跟随器好得多的跟随性能。
三、差分放大器电路
差分放大电路如图2-15所示，该电路的特点是有两个信号输入端，且参数对称。所谓参数对称是指正相输入端和反相输入端电阻阻值相同——都等于R，反馈电阻和正相输入端对地电阻都为Rf。其输入电压与输出电压关系为
由此可知，差分放大电路放大的是两个输入信号之差（正相输入端接被减数信号，反相输入端接减数信号），放大倍数则由Rf/R之比确定。
4 条评论
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