一： 基本概念

操作放大器的内部电路结构如下所示。一般由输入段、增益段、输出段等三段电路组成。

输入引脚之间的电压差由差分放大段组成。 此外，同相信号成分(引脚间无电位差，输入相等电压状态)不放大，起到抵消作用。
如果仅仅依靠这种差异来放大电路，则增益不足，因此使用增益段进一步增加计算放大器的开放增益。
防振相位补偿电容连接到普通运算放大器的增益段C。
输出特性（失真、电压下降等）的变化主要由输出段的电路结构和电流能力决定。
一般输出段有A类，B类、C类、AB类输出电路根据输出电路中流动的驱动电流（偏差压差）进行分类。输出段的失真系数水平会根据驱动电流的不同而变化。
一般电路失真顺序从小到大依次为A类，AB类、B类、C类。

******理想运放******

1.高共模抑制比 2.高输入阻抗通常用于高阻抗的信号源 3.低输出阻抗，低阻抗负载输出大信号电流 三、理论增益无限

二： 知识解析

问题是为什么运输输入端需要接入平衡电阻？

思路：失调/偏置电流->失调电压->阻抗匹配

(1)失调电流偏置电流的来源

运放通常由是双极结晶管(BJT)运输型和场效应管(FET)由于三极管是由电流驱动的装置Ib固定存在，Ib不可避免，FET理论上是电压驱动型号，输入阻抗高Ib可以忽略，但许多运输输入端内部都有二次管Cbs，Cds等待寄生电容器，以保持静态偏置点的平衡，在运放运行期间漏电流产生不可避免。两者产生的漏电流统称为漏电流IB。

输入失调电流(IB -IB-)，

输入偏置电流 (IB IB-)/2

(2)失调电压:输出失调电压是由输入两管不匹配引起的。理论上，两管的匹配度与管道的有效面积成正比，工艺有限，因此输入失调电压是不可避免的。运放常用VCC/2作为参考电压因为运输处于单电源工作状态，此时运输的真正参考是VCC/2，经常在运输正端提供一个VCC/2正负双电源供电时，直流偏置常以地为参考

上述(1)(2)均为运放直流影响量

在上图中，我们可以看到输入端偏置电流最终在输出端引起的RMatch = RG||RF,这样就消除了偏置电流的影响。输入失调电压近似等于

输出失调电压的估计可以在没有严格匹配外部电阻的情况下进行。

16个问答透彻解释了运放的秘密 (eepw.com.cn)

下图为一般运输内部的等效电路

参考资源：运输内部结构 (360doc.com)

二、常用应用

2.1 为什么跟随器中使用相同的R1和R2电阻？

常见的操作放大器有COMS型和FET型，CMOS型式输入偏置电流很小，但是CMOS因此，在设计过程中，需要在栅极上增加防护电路的二极管结。防护电路是CMOS电流源的主要偏置。FET是电流驱动，偏置电流主要取决于运放的内部设计。区分两者主要取决于偏置电流的正负。带正负是正负CMOS无正负型运输是FET型。

随着许多运输的发展，已经可以做到了IB(偏置电流)和IOS(失调电流)非常接近，当IB 》IOS当输入可以通过补偿电阻少IB但入误差，但当IOS和IB非常接近，增加电阻会增加误差。

输入偏置电流消除电阻。 输入端连接大小的电阻匹配输入阻抗，防止偏置电流引起的总失调电压。两个相同的电阻会形成相同大小和相反方向的失调电压(前提是偏置电流的流向相反，理论无法确定。在实际应用中，我们发现使用相同的电阻指标是相反的)，降低输入偏置电流引起的失调电压。当U = I*R当反馈端电阻很小时，需要测量匹配电阻的必要性。

根据不同的电路要求，对失调电压的要求是不同的。一般精密测量电路尽量平衡电路，交流音频电路不需要平衡。

2.2 为什么反向放大器？R接地电阻不直接吗？

这取决于你的运输类型。如果在运输中使用互补电流源进行补偿，则不能使用电阻R1接地，由于输入端的电流极性不确定，偏置电流大小不确定，使用电阻接地增加误差。检查数据手册中偏置电流是否为正负。

上图正负表示偏置电流可以在任何方向流动。LTC2051年输入偏置电流和失调电流基本致。差距不大可见此运放内部可能自带偏置电流消除功能。

         第二需考虑加入电阻的必要性，假如电路设计对输出失调电压的要求是2mV，偏置电流为40nA,那么加入电阻后引起的输出失调电压就是。设置R为10K.则10K*40nA = 400uV ,可见接电阻和不接电阻对系统的影响不大，可以放弃。所以首先需将输入失调电压和偏置电流的影响做比较，然后决定是否添加电阻进行平衡。而且加入电阻后电阻引起的热噪声和阻抗引起的外部干扰都是不可预估的。一般设计者建议预留这些调节点，后期产品调试灵活性会很高。

      同向接地电阻只对双极性运放有作用，对于MOS型运放无作用。但是在高频下必须使用R1。

参考学习：运放输入端所接电阻要平衡 - 百度文库 (baidu.com)

深度负反馈：

 

R1 = R2//R3  

 2.3为什么运放输出端接电阻且阻值不同

    

                                

原因有二吧：运放在运行中有时候不是完美的阻尼响应时候，反馈信号可以很好的调节运放电路；如果电路设计中运放的反馈延时严重，反馈端示波器测量有明显的过冲，振铃，信号反馈就需要经过多个极点才能稳定。如果反馈延时过大可能输出持续震荡。

（1）当负载是容性负载可以稳定电路的输出。且在反馈环路内时候如图1中的R3，

（2）当R3在反馈环路外的时候可以防止输出端短路，损坏运放，而增加电阻只会带来Vout的下降且降幅参考输出摆幅和电路之间的关系.可参考各个预防的图三，实际以设计电路的带载能力为准。

（3）当运放端需要驱动某些东西，输出电阻可以很好的限制电流在需求范围内，且降低设备的功耗，防止不必要的浪费。

 2.4为什么运放的反馈电阻不同？

（1）反馈电阻不仅仅影响运放输出的带宽，当反馈增益越大，则运放的带宽越小。

（2）反馈电阻影响运放的功耗，理论上我们知道当运放外围的电阻越大，则运放工作时候的功耗越小，运放发热就会减少，这是大电阻选择的唯一理由。当然弱电流测试例外。

         电阻过大的危害：a：噪声影响，常温下电阻的噪声密度可以用 0.13√𝑅nV/√Hz 估算，一个 10kΩ 的电阻，其噪声密度约为 13nV/√Hz，与一个中等噪声的运放等效输入噪声密度相当。 而一个 100Ω 电阻，噪声密度约为 1.3nV/√Hz，等同于一个相当低噪声的运放。

           b.杂散电容的带入，会导致上限截止频率降低。 c.造成的漏电阻影响。

（3）在电路系统中，源对测量端我们一般希望测量端是阻抗无穷大，源端阻抗无穷小，有利于测量的精度。运放的输出电阻同样的道理，输出电阻也影响和后级电路的运行。所以在电路系统中需全面的考虑电路的需求，一个电路不是所有的器件参数都需要关注的。

综上：电阻的选择建议参考芯片的数据手册，切勿凭感觉而行。我们根据外部电阻的需求对下面电路进行分析。

下图是一个典型的交流输出电路，一般使用在正弦，方波，谐波输出等电路中，用于控制电路，仪表检测等。我们发现同向输入端R，当RF远大于R1时候，虽然增大了放大倍数但是Vos*Gn同样被放大。而且假设运放的Ib确定，当R增大时候，R*Ib的影响也会在输出端成倍数增加。所以开发者既要考虑下限截止频率也要考虑偏置电流的影响。

 2.5为什么运放的电源“有时候”需要接电阻？

 如上图是一个简单得输出跟随电路，我们发现运放周围有4个电阻，R2,R4如我们上面说得是为了平衡运放得Ib,但是对MOS型运放无作用，实际电路设计可以预留，用于电路调试。R1为运放的输出电阻，输出电阻的大小可以从两个方面分析

    1）当输出端对外有连接，需考虑外部电压的影响，导致电流倒灌，运放发热损坏运放，电阻可以一定程度的限流，当然100Ω是有限度的，还需其它外界电路的保护。

    2）作为输出端的运放当电路异常时候，不能对外接设备造成影响和损坏，增加限流电阻防止运放虚焊等导致电源轨输出，大电流对外接设备的损坏。运放自身发热也会损坏。

R3作为电源的限流，一定程度上从根源限制了运放的输出能力，需结合电路设计增减。

上述几种电阻的作用不仅仅需保证设计指令还需考虑电路的实用性和稳定性。

    

综上：完美的产品是兼容性能和安全的。他好你也好