大纲
介绍
可以将操作放大器配置为各种功能电路，例如放大器，振荡器，电压调节器，过滤器，整流器等。这些电路配置中的大多数要求将OP-AMP输出连接回其输入。
从输出到输入的此连接称为“反馈”。由于运算放大器具有两个输入端子，即正和负端子，因此OP-AMP中的反馈连接可以是正反馈或负反馈。如果输出连接到运算放大器的非反转端子，则反馈被认为是正的，如果输出连接到反相输入，则反馈据说为负。通过外部电阻器（称为反馈电阻器）将输出回到运算放大器的输入（RF）。反馈连接提供了一种手段，可以根据应用程序准确控制运行放大器的增益。
反相放大器是使用运算放大器的重要电路配置，它使用负反馈连接。像名称所建议的那样，倒置放大器将输入信号以及放大的输入信号反转。在反相放大器输入处的阳性信号会导致输出处的负信号，反之亦然。输入处的交流正弦信号将产生180o在输出处脱离相位正弦信号。
上图显示了理想反相放大器的电路图。通过电阻R1向反转输入端子提供输入，并将非反转端子连接到地面。输出通过反馈电阻r馈回反转输入F。
当在反相输入（晶体管Q2的基部）处施加正电压时，Q2的集电极端子处的电流增加，并且跨RC的电压下降也会增加。这种效应驱动输出电压低，因为无反转输入端子（Q1的基础）接地。不管应用的输入电压如何，Q2的基础将通过负反馈将其拉到地面水平。因此，当应用VIN时，输出VOUT会更改为将倒置输入端子保持在地面级别的级别。因此，此电路配置中的反相输入终端称为虚拟基础。由于虚拟地面，电阻R1和RF的交界始终保持在地面上。忽略流入运算放大器电路的小偏置电流，电流I流经电阻器R1和RF。输入和输出电压可以计算为
vin = i.r1
和vout = -i.rf
闭环电压增益为ACL = VOUT / VIN = -I.RF / I.R1
倒置操作放大器的电压增益
反转OP放大器的闭环电压增益为
ACL = VOUT / VIN = - （RF / R1）
闭环增益方程的负符号表明，相对于所施加的输入，输出是反转的。
在实用的反相放大器中，非反转输入无直接连接到地面。它应由与R1相同的电阻接地，以保持输入电流相等。当输入为零伏特时，这给出了更大的机会，即输出电压为零（或接近0）电压。
笔记：
反转放大器电路，如果电阻R1和RF均具有相等的RF = R1，则反相放大器的增益为-1，产生的输出是所施加的输入的补充，VOUT = - VIN。这种类型的反相放大器配置通常称为Unity增益逆变器或简单地倒置缓冲区。
反转放大器电压特性
OP-AMP的电压特性或传输曲线如上图所示。可以注意的是，当输入信号VIN为正时，输出VOUT为负，反之亦然。同样，输出相对于所应用的输入线性变化。当输入信号幅度超出应用于操作放大器的正极和负电源供应超出了效率，特征曲线饱和，或者换句话说，输出变为常数。
即 +vCC= + v坐着和–vCC= -v坐着
反转操作放大器示例
1.设计一个倒置放大器，增益为-10，输入电阻等于10kΩ。
给定是放大器增益和输入电阻的值。
我们知道，对于反相放大器，Cl= - rF/r1
因此，rF= -aClx r1
= - （ - 10）x10kΩ
rF=100kΩ
2.在下面显示的电路中，R1 =10kΩ，RF =100kΩ，VIN = 1V。25kΩ的负载连接到输出端子。计算，
- 当前i1
- 输出电压v出去
- 加载电流il
（i）输入电流I1
I1 = VIN / R1
= 1 v /10kΩ
I1 = 0.1 mA
（ii）输出电压vout
v出去= - （rF/ r1） * v在
= - （100kΩ/10kΩ）x 1 V
v出去= - 10 V
（iii）负载电流IL：
一世l= v出去/ rl
= 10 v /25kΩ
一世l= 0.4 mA
跨阻抗放大器
跨阻抗放大器是一个简单的电路，将输入电流转换为输出处的相应电压，即它是电压转换器的电流。跨阻抗放大器可用于扩增光电二极管，照片探测器，加速度计和其他类型的传感器的当前输出，从而将其设置为可用的电压值。跨阻抗放大器可为光电二极管提供较低的阻抗，并将其与操作AMP的输出电压分离出来。
最简单的跨阻抗放大器将具有一个反馈电阻，其值很大。放大器的增益取决于该电阻。根据应用程序，可以通过各种方式配置反式放大器。所有这些不同的配置将传感器的低级电流转换为显着的电压水平。增益，带宽和电压/电流偏移值随不同类型的传感器而变化。
DC操作
上图显示了基本的反阻力放大器的电路图。光电二极管连接到反相输入端子。非反转输入端子连接到地面。这为光电二极管提供了低阻抗载荷，从而使电压跨光电二极管保持低。运算放大器的高增益使光电二极管电流等于通过RF的反馈电流。由于光电二极管在该电路中没有外部偏置，因此由于光电二极管引起的输入偏移电压非常低。这允许大量电压增益，没有任何明显的输出偏移电压。
可以注意到
-我p= v出去/ rF
即v出去/ 我p= -rF
以上方程是反阻力放大器的直流和低频增益。如果增益很大，则在运算放大器的非反转输入处的任何输入偏移电压都将导致输出偏移电压。为了最大程度地减少这些效果，跨阻抗放大器通常在运算放大器输入处使用FET设计，后者输入偏移电压非常低。
反式放大器的频率响应与反馈电阻RF设定的增益成反比。这些放大器中使用的传感器通常具有比操作器可以处理的更多电容。这种电容在运算放大器的输入端子以及运算放大器的内部电容以及反馈路径中引入一个低通滤波器。该滤波器的低通滤波器响应可以被描述为反馈因子β，这会减弱反馈信号。
当考虑了该低通滤波器的效果时，电路的响应方程就变为
v出去= - （1p.rF） / {1 +（1 / aolβ）
在哪里，AOL是运算放大器的开环增益。
在低频率下，反馈因子β对放大器响应的影响很小。只要开环增益，放大器响应将接近理想值（aolβ）比统一要大得多。
反转放大器摘要
- 反相放大器电路采用负反馈，并相对于输入产生倒输出。因此，反相放大器的增益被表示为负。
- 反相放大器的电压增益独立于操作通路开环增益，这很大。
- 反相放大器的电压增益取决于所使用的电阻值，因此可以通过适当地选择R1和RF的值来准确控制增益。
- 如果RF> R1，则增益将大于1。
- 如果RF
- 如果RF = R1，则增益将是统一。
- 因此，输出电压可以大于，小于或等于幅度和180o的输入电压。
