集成运算放大器的电子爱好者认为，半导体集成电路是以半导体硅单晶为基本材料，以制造平面晶体管的平面工艺为基础技术，在同一衬底上制造许多器件及其布线，并能完成各种电气功能的电子电路。实现了材料、元器件和电路的有机结合，具有集成密度高、引线短、外部焊点少、成本低、可靠性高的优点。1、基本运算电路集成电路按功能可分为数字和模拟两大类。模拟集成电路用于产生和处理模拟信号，包括集成运算放大器、集成模拟乘法器、集成锁相环、集成功率放大器、集成稳压电源、集成宽带放大器、集成数模和模数转换电路等。其中，集成运算放大器是通用性最强、应用最广、发展最快、品种和数量最多的一类线性集成电路。集成运算放大器是一种高增益直流放大器，不仅能放大变化极慢的DC信号，而且频率更低为零。也可以放大交流信号，上限频率和普通放大器一样，受电路中电容或电感等电抗元件的限制。集成运算放大器配置外部反馈网络后，可以在其输出和输入之间建立各种特定的函数关系，因此称为“运算”放大器。分析线性放大状态下的理想和实际运算放大器的基本依据是U-=U也叫“虚短路”。对于实际的运算放大器，往往可以在此基础上进行近似分析。(1)反相运算放大器图5.2-18所示为运算放大器的反相放大器配置电路，它通过反馈元件ZF形成一个闭环。理想运算放大器闭环增益的基本关系是反相输入端有一个地电位，但没有真正接地的“虚地”点。反相运算放大器的输入阻抗为z1F=Z反相放大器的配置本质上是电压并联负反馈，具有低输入阻抗和低输出阻抗的特点。ZPZ是一个温度补偿元件。为保证运算放大器处于对称平衡状态，反相输入端和同相输入端的等效DC电阻应相等，选择元件时应选择ZP=ZF//ZZ。如果ZF和ZP由不同的电阻和电容网络组成，就可以得到各种不同功能的逆变运算电路。例如反比例装置、加法器、微分器、积分器、有源滤波器和有源校正电路。这里只是一个反相加法器的例子，如图5.2-19所示。由于反相端为“虚地”，三个输入电压通过各自的输入环路电阻独立转换成以下电流。这样，当运算放大器具有理想的特性时，每个加法项的比例因子只与外部电路电阻有关，通过适当选择每个电阻的电阻值就可以得到所需的比例因子，所以这种加法电路可以达到很高的精度和稳定性。加法运算表现为每个输入电流在反相端相加。因此，反相端称为“加点”或“点”。补偿电阻RP用于保证电路具有平衡对称的结构，其值应选择为RP=R1 | | | R2 | | | R3 | | RT由于反相端为“虚地”，加法器的输入电阻为每个输入信号的输入回路电阻R1、R2、R3。(2)同相运算放大器图5.2-20所示为运算放大器的同相放大配置。理想运算放大器与同相放大器闭环增益的关系： (三)差分放大器1)基本差分放大器将反相放大器配置和同相放大器配置结合起来，形成运算放大器的差分放大器配置，如图5.2-21所示。差分运算放大器仅对差模输入信号起作用，并不反映共模输入信号。对于ide
电路的闭环增益为下式，其中k为电位计的滑动比。当滑动端在图中最高位置时，k=1；在最低位置K=0时，电位器分支串中通常有一个固定电阻，以避免调节时增益过大，保证电路的稳定性。通过以这种方式调整滑动比，增益A1可以在宽范围内变化。这种增益调节电路简单易行，不影响电路的共轭抑制能力。缺点是增益调节特性是非线性的。(4)积分器基本积分器电路图如图5.2-23所示。它的输入反馈元件是电阻，反馈回路元件是电容，属于逆运算电路。基本积分器能否实现精确积分运算，取决于反相端是否为“虚地”。无论什么原因导致反相端偏离“虚地”，都会引起积分运算误差。差分积分器可以由两个运算放大器组成，具有良好的电路性能，如图5.2-24所示。该电路完全避免了两路差分信号分别积分时工作状态的一致性。(5)微分器微分器用于对输入信号进行微分，因为微分是积分的逆运算，将积分器的输入回路电阻和反馈回路电容的位置互换，形成微分器。基本差动电路如图5.2-25所示。其输入回路元件为电容，反馈回路元件为电阻，即(6)对数与反对数运算电路对数与反对数运算电路对输入信号进行对数或指数运算，是一种非线性函数运算电路。把它们恰当地组合起来，就可以形成乘、除、乘、根等各种非线性运算电路。1)在对数运算电路的实际应用中，晶体管接在反相放大器的反馈支路中代替电阻，构成对数运算电路，如图5.2-26所示。即输出电压完成输入电压的对数运算。2)反对数运算电路在反相放大器的输入回路中连接基极和集电极短路的三极管，构成反对数运算放大器。电气原理图如图5.2-27所示。也就是说，输出电压完成了输入电压的逆运算。对数运算电路和对数运算电路有一个相同的问题，就是运算精度对温度影响很大，实际应用中必须进行温度补偿。2、系列部分国产集成运算放大器(见表5.2-12)。
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