2025运算放大器终极指南：11种经典电路+核心原理，运算放大器工作原理

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2025运算放大器终极指南：11种经典电路+核心原理

运算放大器工作原理

1、运算放大器本质是高增益差分放大器，核心是“虚短虚断”特性。输入端电压差被放大数万倍，通过外部电路控制实际增益。

2、重点记住三个端口：同相输入（+）、反相输入（-）、输出端。运算放大器开环增益极大，必须搭配反馈网络才能稳定工作。

3、典型供电范围±5V到±15V，新型轨到轨运算放大器可满幅输出。选型时注意输入偏置电流、带宽积、压摆率等参数匹配场景。

运算放大器11种必学电路

1、反相放大器电路：经典中的经典，增益由Rf/Rin决定。运算放大器反相端接反馈电阻，同相端接地，输出与输入相位相反。

2、同相放大器结构：信号直连同相输入端，增益公式1+Rf/R1。输入阻抗极高，适合传感器信号放大。

3、电压跟随器：100%负反馈，增益为1。运算放大器输出完美跟随输入，用于阻抗变换和信号隔离。

4、差分放大器：双端输入转单端输出，抑制共模干扰。医疗设备、工业仪表必备运算放大器电路。

5、加法器电路：多路输入信号加权求和，反相端并联电阻网络。运算放大器实现模拟信号混合运算。

6、积分电路：反馈回路接电容，输出与输入积分成比例。注意防止运算放大器饱和，可并联泄放电阻。

7、微分电路：输入串联电容，输出反映信号变化率。高频噪声敏感，建议配合低通滤波使用。

8、比较器模式：开环工作，输出只有高低电平。需注意运算放大器压摆率，高速场景选专用比较器芯片。

9、有源滤波器：配合RC网络实现低通/高通/带通滤波。二阶滤波器多用运算放大器构成Sallen-Key拓扑。

10、精密整流：消除二极管压降影响，实现全波/半波整流。适用于微弱交流信号检测。

11、恒流源电路：利用运算放大器虚短特性，负载电流=Vin/Rset。LED驱动、电化学检测常用此方案。

运算放大器实战技巧

1、PCB布局优先缩短反馈回路，敏感走线远离电源线。双面板推荐铺地铜+星型接地，降低运算放大器噪声。

2、异常振荡？检查电源旁路电容（0.1μF陶瓷+10μF电解），反馈电阻并联小电容可消除自激。

3、单电源供电时，用电阻分压为运算放大器创建虚地。注意输入信号不能超出共模电压范围。

4、选型口诀：高速选电流反馈型，高精度选零漂移运算放大器，低功耗选CMOS工艺器件。

5、测试时先验证电源电压，再查反馈网络。超过80%运算放大器故障源于供电异常或虚焊。

总结：运算放大器是电路设计的核心器件，掌握这11种电路可覆盖90%应用场景。2025年新型RISC-V架构运算放大器开始普及，建议关注自适应偏置技术的最新发展。