集成運算放大電路，是一個高性能的直接耦合多級放大電路，因首先用于于信號放大和仿真運算(加法，減法  乘法，除法，積分等)，故而得名。后來被廣泛用于信號處理，信號變換，信號產(chǎn)生等各方面，因此在測量，控制和電子儀器儀表中占有十分重要的地位。

(一) 基本組成

1.輸入級：采用具有恒流源的差動放大電路，工作在小電流狀態(tài)，輸入阻抗較高。

2.中間級：總體增益主要是由中間級提供的，因此要求中間級有較高的電壓放大倍數(shù)。中間級一般采用帶有恒流源負(fù)載的共發(fā)射極放大電路，放大倍數(shù)通常在幾千倍以上。

3.輸出級：輸出級應(yīng)具有較大的電壓輸出幅度較高的輸出功率與較低的輸出電阻，并設(shè)有過載保護(hù)。

4.偏置電路：偏置電路為各級電路提供合適的靜態(tài)工作點，也可以作為有源負(fù)載以提高電壓增益。

(二)主要性能指標(biāo)

1.  開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Ao，如100dB(105)

2.  輸入失調(diào)電壓uio及其溫漂，如2~9mV；7uV/℃

3.  輸入失調(diào)電流Iio及其溫漂，如5~50nA；10pA/℃

4.  輸入偏置電流Iib，如90~250nA

5.  差模輸入電阻Rid，一般為幾兆歐

6.  輸出電阻Ro：越小說明運放的帶負(fù)載能力越強

7.  共模抑制比KCMR：定義為差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比，如70dB，此值越大越好。

8.  最大差模輸入電壓Vidm：max Vcc

9.  最大共模輸入電壓Vicm：如0~28V(Vcc=30V)

10. -3dB帶寬fH和單位增益帶寬fc：如fH=700KHz；fc=1MHz

11.  轉(zhuǎn)換速率SR：SR=Δuo/Δt

(三)基本分析方法

理想運算放大器的主要特點

a.  開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)無限大

b.  輸入阻抗無限大

c.  輸出阻抗為零

d.  有無限大的帶寬和轉(zhuǎn)換速度

e.  共模抑制比無限大

f.  當(dāng)反相輸入端與同相輸入端的輸入信號相等時輸出信號為零

分析集成運放的基本法則

a.  可以認(rèn)為反相輸入端的電位與同相輸入端的電位相等，這一概念被稱為“虛短”

b.  可以認(rèn)為流入反相輸入端及同相輸入端的電流都為零，這一概念被稱為“虛斷“

c.  由于“虛短“和“虛斷“的概念，當(dāng)運放有一個輸入端經(jīng)電阻接地時可以認(rèn)為同相端和反相端的電位都為零，這一概念被稱為“虛地“

d.  當(dāng)輸入端有若干個輸入信號同時存在時，其輸出可以等于各個輸入信號分別單獨作用時的輸出和

(四)典型基本運算放大電路

1.反相輸入比例運算（放大）電路

取R2=R1//Rf，選取的原則是使反相輸入端與同相輸入端外接的直流通路等效電阻相同。圖中同相端外接直流通路電阻為R2，反相輸入端外接直流通路等效電阻為R1與Rf的并聯(lián)值，故應(yīng)使R2=R1//Rf。

2.同相輸入比例運算（放大）電路

3.跟隨電路

對于同相輸入比例放大電路，當(dāng)Rf=0（將Rf短路）或R1=無窮大（將R1開路）時，uo=ui。這種電路稱為電壓跟隨電路，可以接為以下兩種電路。

4.積分電路

積分漂移：

實際積分器的特性可能與理想積分器的特性一致，其誤差來源很多，如運放的開環(huán)增益有限；輸入阻抗及帶寬不為無窮大；失調(diào)電壓與失調(diào)電流不為零；電容器存在漏電阻等。積分電路對于穩(wěn)定的輸入分量，由于電容器對穩(wěn)態(tài)分量表現(xiàn)為開路特性，因此運放對于穩(wěn)態(tài)分量相當(dāng)于開環(huán)工作狀態(tài)。這時輸入端的微小失調(diào)漂移都將導(dǎo)致輸出端的較大漂移，所以當(dāng)輸入信號為零時，仍會有緩慢變化的輸出電壓，這種現(xiàn)象稱為積分漂移或爬行現(xiàn)象。為了克服積分漂移，可在電容兩端并聯(lián)一個電阻，此電阻的負(fù)反饋作用能較有效地抑制積分漂移現(xiàn)象。但此電阻的取值要慎重選擇，否則會造成較大的積分誤差。要求此電阻遠(yuǎn)大于R1，取R2=R1//R3。

克服積分漂移的積分電路

5.微分電路

實用微分電路

以下電路可以克服輸出電壓對輸入信號的突變過于敏感，這樣可以抑制高頻干擾和噪聲信號的干擾。在正常頻率范圍內(nèi)，使R2<<1/ωC1，R1>>1/ωC2，則R2及C2的影響可忽略。而在高頻情況下上述關(guān)系不存在，相反R2和C2的影響很顯著，將導(dǎo)致運放的放大倍數(shù)明顯下降，從而在一定程度上抑制了干擾。

6.加法電路

7.減法電路