2.4　集成运算放大电路

显然，通过电阻、电容与晶体管等元器件的组合可以实现很复杂的功能，但由分立元器件组成的电路通常体积较大，而且元器件间的一致性也较差。例如，在如图2-9所示的典型差分放大电路中，T ₁ 与T ₂ 三极管应保证一致性才能更好地让电路表现出更好的性能。 集成电路 （Integrated Circuit，IC）支持可以将晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元器件以及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，因此能保证系统集成度更高、体积更小且元器件的一致性更好。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算上，例如，加法、减法、积分、微分等运算。因此也被称为 运算放大器 ，简称运放。相比于分立元件，集成运算放大器性价比高、所构成的电路更简单，因此被广泛应用于模拟电路中。如图2-12所示为一个实际运算放大器（LM358）的实物图以及对应的引脚封装。

在模拟电路的设计与分析过程中，通常将一个运算放大器假定成理想状态，这可以简化分析。对于理想运算放大器一般可做出如下假设。

（1）假设流入运算放大器输入端的电流为零，即运算放大器的输入阻抗是无穷大。

（2）假设运算放大器的 增益 （可以简单理解为放大倍数）无穷大，即运算放大器可以输出任意大小的电压，以满足任意输入电压。

（3）无穷大增益的假设还意味着输入信号差必须为零，即两个输入端之间的电压差为零。这是由于运算放大器的增益会把输出电压一直驱动到使两个输入端之间的电压为零。两个输入端之间的电压为零则意味着，如果理想运算放大器的一个输入端连接到某一个电压源上，那么另一个输入端也处于同一电位。即理想运算放大器的 失调电压 （为了在输出端获得恒定的零电压输出，而需在两个输入端所加的直流电压之差）也为零。

（4）输出阻抗为零。即理想运算放大器可以驱动任意负载，不会因为输出阻抗而产生任意的电压降。

（5）理想运算放大器的频率响应是平坦的。也就是说，运算放大器的增益将不会随着频率的增加而改变。

在本章后面会着重使用假设（1）与假设（3）进行分析，可以简单记作“电压虚短、电流虚断”。

表2-1列出了理想运算放大器基本假设对应的一些参数值。