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运放工作在放大区域时,为啥反相端和输出端之间要接负反馈

提出问题学习了运算放大器(简称运放)的两个基础放大电路:同相比例放大电路和反相比例放大电路,书上会强调如果运放工作在放大
提出问题

学习了运算放大器(简称运放)的两个基础放大电路:同相比例放大电路和反相比例放大电路,书上会强调如果运放工作在放大状态,要在反相和输出之间接反馈电阻,以减小同相和反相之间的电压差。

那么为啥运放工作在放大区域时,反相端和输出端要接负反馈电阻呢?主要有以下几个原因:

稳定输出电压:运放本身开环增益极高,在无负反馈时,极微小的输入变化都会使输出迅速达到饱和状态,无法实现稳定放大。引入负反馈后,输出信号会通过反馈网络部分回送到反相输入端,与输入信号相减。当输出电压因某种原因偏离预期值时,反馈信号会相应改变,从而调整输入与输出的关系,使输出电压趋于稳定,确保运放工作在线性放大区,输出不会饱和。稳定增益:闭环增益主要由外部反馈网络参数决定,而非运放开环增益。这样可以通过选择合适的反馈元件(如电阻)精确控制增益,避免因运放开环增益的大幅度波动(如受温度、电源电压变化等影响)而导致增益不稳定,使放大倍数更具稳定性和可预测性。减小非线性失真:负反馈能改善运放的非线性特性。在输入信号较小时,运放可能存在一定的非线性,负反馈可使运放工作在线性更好的区域,减少因非线性导致的输出信号失真,使输出信号更接近理想放大后的波形。扩展带宽:引入负反馈可以显著提高放大器的频率响应范围,让运放在更宽的频率范围内保持较好的放大性能,提升对不同频率信号的处理能力。

反相放大电路

同相放大电路

总结

自从发明了运放这个集成芯片之后,由于其高输入阻抗、低输出阻抗、开环增益极高等一系列特点,广泛应用于放大、比较、供电电压监测、过压欠压保护、电流检测等应用。

运放的应用广泛