在模擬電路領(lǐng)域，集成運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放）是一種極為重要的電子器件，廣泛應(yīng)用于信號(hào)放大、運(yùn)算、濾波等眾多電路中。下面我們將詳細(xì)介紹集成運(yùn)算放大器的組成原理。

集成運(yùn)算放大電路的組成及各部分的作用

集成運(yùn)算放大器本質(zhì)上是一個(gè)高增益直接耦合放大電路，其方框圖如圖 1 所示。

1. 輸入級(jí)：采用高性能的差分放大電路，這是集成運(yùn)放的關(guān)鍵部分。它對(duì)共模信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制能力，能夠有效減少外界干擾和噪聲對(duì)電路的影響。通常采用雙端輸入、單端輸出的形式，這種形式可以提高電路的對(duì)稱性和抗干擾能力。差分放大電路通過(guò)兩個(gè)輸入信號(hào)的差值來(lái)進(jìn)行放大，使得輸出信號(hào)只與輸入信號(hào)的差值有關(guān)，而與共模信號(hào)無(wú)關(guān)。
2. 中間放大級(jí)：主要作用是提供高的電壓增益，以保證運(yùn)放的運(yùn)算精度。中間級(jí)的電路形式多為共射或者共源接法，并帶有源負(fù)載的高增益放大器。有源負(fù)載可以提高放大器的電壓增益和輸出電阻，從而增強(qiáng)電路的放大能力。通過(guò)多級(jí)放大和合理的電路設(shè)計(jì)，中間放大級(jí)能夠?qū)⑤斎爰?jí)輸出的微弱信號(hào)放大到足夠大的幅度。
3. 互補(bǔ)輸出級(jí)：由 PNP 和 NPN 兩種極性的三極管或復(fù)合管組成。其主要功能是獲得正負(fù)兩個(gè)極性的輸出電壓或電流，以滿足不同電路的需求?；パa(bǔ)輸出級(jí)具有較低的輸出電阻和較高的帶負(fù)載能力，能夠有效地驅(qū)動(dòng)負(fù)載。在實(shí)際應(yīng)用中，互補(bǔ)輸出級(jí)可以將中間放大級(jí)輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)后續(xù)的負(fù)載。
4. 偏置電流源：為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的、幾乎不隨溫度而變化的偏置電流，以穩(wěn)定工作點(diǎn)。在集成電路中，由于元件的參數(shù)會(huì)受到溫度等因素的影響，偏置電流源的作用尤為重要。它可以保證各級(jí)電路在不同的工作條件下都能穩(wěn)定地工作，提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。

集成運(yùn)算放大器的引腳和符號(hào)

1. 引腳：集成運(yùn)算放大器一般有三個(gè)主要引腳。一個(gè)是同相輸入端，該端輸入信號(hào)變化的極性與輸出端相同，通常用符號(hào)‘+’或‘IN+’表示；另一個(gè)是反相輸入端，該端輸入信號(hào)變化的極性與輸出端相反，用符號(hào) “-” 或 “IN-” 表示。輸出端一般畫在輸入端的另一側(cè)，在符號(hào)邊框內(nèi)標(biāo)有‘+’號(hào)。實(shí)際的運(yùn)算放大器通常還必須有正、負(fù)電源端，以提供電路正常工作所需的能量。此外，有的品種還有補(bǔ)償端和調(diào)零端，補(bǔ)償端用于補(bǔ)償電路中的相位和增益誤差，調(diào)零端用于調(diào)整運(yùn)放的零點(diǎn)，使輸出在輸入為零時(shí)為零。
2. 符號(hào)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)和國(guó)際通用符號(hào)如圖 2 所示。這些符號(hào)簡(jiǎn)潔明了地表示了集成運(yùn)算放大器的基本特性和引腳功能，方便電路設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和分析。
   

F007 通用集成運(yùn)放電路簡(jiǎn)介

F007 是一種典型的通用集成運(yùn)放，其電路原理簡(jiǎn)圖如圖 3 所示。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，在學(xué)習(xí)時(shí)了解其基本結(jié)構(gòu)和工作原理即可，不要求具體分析電路的工作原理。F007 具有高增益、低失調(diào)電壓、低漂移等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種模擬電路中。通過(guò)對(duì) F007 的學(xué)習(xí)，可以更好地理解集成運(yùn)算放大器的實(shí)際應(yīng)用和性能特點(diǎn)。

綜上所述，集成運(yùn)算放大器的組成原理涉及多個(gè)方面，包括輸入級(jí)、中間放大級(jí)、互補(bǔ)輸出級(jí)和偏置電流源等部分，每個(gè)部分都有其獨(dú)特的作用和功能。了解這些組成原理對(duì)于深入理解和應(yīng)用集成運(yùn)算放大器具有重要意義。