反相運(yùn)算放大器

1、概述

上一篇關(guān)于同相運(yùn)算放大器的文章中已介紹了該運(yùn)算放大器配置的所有細(xì)節(jié)，該配置在同相引腳 (+) 上獲取輸入信號(hào)。 這可以通過(guò)研究理想模型和真實(shí)模型并介紹所有重要公式來(lái)完成。 在本文中，將為反相運(yùn)算放大器提出相同的方法，其中輸入信號(hào)提供給運(yùn)算放大器的反相引腳 (-)。

因此，第一部分將詳細(xì)介紹理想模型，其中證明并討論了閉環(huán)增益、輸入和輸出阻抗的表達(dá)式。

第二部分討論反相運(yùn)算放大器的真實(shí)模型，其中寄生現(xiàn)象改變了上述重要參數(shù)的表達(dá)式。

第三部分介紹了基于反相運(yùn)算放大器的電路示例。 這將突出它們?cè)陔娮宇I(lǐng)域的作用和可能的用途。

2、理想反相運(yùn)算放大器

在反相運(yùn)算放大器配置中，標(biāo)有符號(hào)“-”的負(fù)（或反相）輸入接收輸入信號(hào) $V_{in}$ 和反饋環(huán)路。 標(biāo)有符號(hào)“+”的正（或同相）輸入僅連接到地。

反相運(yùn)算放大器配置如下圖 1 所示，其中符號(hào)$\infty$強(qiáng)調(diào)該電路是理想的。

圖1：理想反相運(yùn)算放大器電路

對(duì)于前面教程中討論的理想配置，假設(shè)沒(méi)有電流可以進(jìn)入同相或反相輸入，因此，可以在 $R_1$ 和 $R_2$ 上找到反饋電流 $I$。

這是我們假設(shè)節(jié)點(diǎn) $N$ 是虛擬地球這一事實(shí)的直接結(jié)果，這尤其導(dǎo)致等式 $V_{+}=V_{–}=V_{in}$。

然而，由于同相輸入接地，$V_{+}=0$，也意味著 $V_{–}=0$。 為了得到 $V_{–}$ 的表達(dá)式，我們可以使用米爾曼定理，它是基爾霍夫電流定律的一種特殊形式。 因此，反相輸入端的電壓信號(hào)可以根據(jù)以下等式編寫(xiě)：

由于$V_{+}=V_{–}=0$，所以上式也等于0。 僅當(dāng) $V_{in}/R_2+V_{out}/R_1=0$ 時(shí)才成立，我們可以重新排列此表達(dá)式以編寫(xiě)理想反相運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益 ($A_{CL}$)，如等式1 所示：

等式1：理想反相運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益

我們可以注意到，閉環(huán)增益嚴(yán)格為負(fù)并且可以接近于零。 這意味著輸出信號(hào)是反相的（相移為180°），因此得名“反相運(yùn)放”。 此外，如果$|A_{CL}|>1$，該配置可以放大信號(hào)，如果 ∣ A C L ∣ < 1 |A_{CL}|<1 ∣A