運算放大器同相放大與反相放大的區別詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-09-27
運算放大器（簡稱“運放”）是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。
它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出信號可以是輸入信號加、減或微分、積分等數學運算的結果。由于早期應用于模擬計算機中用以實現數學運算，因而得名“運算放大器”。
運算放大器是一個內含多級放大電路的電子集成電路，其輸入級是差分放大電路，具有高輸入電阻和抑制零點漂移能力；
中間級主要進行電壓放大，具有高電壓放大倍數，一般由共射極放大電路構成；輸出極與負載相連，具有帶載能力強、低輸出電阻特點。運算放大器的應用非常廣泛。
電路中的運算放大器，有同相輸入端和反相輸入端，輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器，而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。
圖一運放的同向端接地=0V，反向端和同向端虛短，所以也是0V，反向輸入端輸入電阻很高，虛斷，幾乎沒有電流注入和流出，那么R1和R2相當于是串聯的，流過一個串聯電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過R1的電流和流過R2的電流是相同的。
流過R1的電流：I1=(Vi-V-)/R1………a
流過R2的電流：I2=(V--Vout)/R2……b
V-=V+=0………………c
I1=I2……………………d
求解上面的初中代數方程得
Vout=(-R2/R1)*Vi
這就是反相放大器的輸入輸出關系式了。
圖二中Vi與V-虛短，則Vi=V-……a
因為虛斷，反向輸入端沒有電流輸入輸出，通過R1和R2的電流相等，設此電流為I，由歐姆定律得：
I=Vout/(R1+R2)……b
Vi等于R2上的分壓，即：Vi=I*R2……c
由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2，這就是同相放大器的公式了。
運算放大器可以接成同相放大也可以接成反相放大，那使用同相放大好還是反相放大好呢？我們先來看同相放大和反相放大的區別：
同相放大器
優點：輸入阻抗和運放的輸入阻抗相等，接近無窮大
缺點：放大電路沒有虛地，因此有較大的共模電壓，抗干擾能力相對較差，使用時要求運放有較高的共模抑制比，另一個小缺點就是放大倍數只能大于1；
反相放大器
優點：兩個輸入端電位始終近似為零（同相端接地，反相端虛地），只有差模信號，抗干擾能力強；
缺點：輸入阻抗很小，等于信號到輸入端的串聯電阻的阻值。
另外就是二者的增益計算公式不同，相位相反
由此可見，對比它們要在以下幾個方面：輸入輸出阻抗，共模的抗干擾
1、同相放大器的輸入阻抗和運放的輸入阻抗相等，接近無窮大，同相放大器的輸入電阻取值大小不影響輸入阻抗；
而反相放大器的輸入阻抗等于信號到輸入端的串聯電阻的阻值。因此當要求輸入阻抗很高的時候就應選擇同相放大器。
2、同相放大器的輸入信號范圍受運放的共模輸入電壓范圍的限制，反相放大器則無此限制。
因此如果要求輸入阻抗不高且相位無要求時，首選反相放大，因為反相放大只存在差模信號，抗干擾能力強，可以得到更大的輸入信號范圍。
3、在設計中要求放大倍數相同的情況下盡量選擇數值小的電阻配合，這樣可以減小輸入偏置電流的影響和分布電容的影響。如果很計較功耗，則要在電阻數值方面折中。
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