目前为止，已经学习了很多重要的电子器件。这些器件(例如二极管和晶体管)都是自独立封装的器件，在电路中与其他器件相互连接，以形成完整的功能单元。这样的器件为分立元器件。

现在将会学习更多的模拟(线性)集成电路，这些电路由很多晶体管、二极管、电阻和电容组成，在一块半导体材料微芯片上制造，并单独封装在一个壳中，形成一个功能电路。第5章已经介绍了一种专用集成电路(IC)，此电路专用于音频放大。

本章将介绍一种通用 IC，即运算放大器(运放)，它是最广泛使用的线性集成电路。虽然运放由很多电阻、电容和晶体管组成，但可以把它看成单一器件。这意味着你更关心从外部来看而不是从内部的元器件级角度来看它能够做什么。

6.1 运算放大器介绍

早期的运算放大器(运放)主要用于完成数学运算，例如加法、减法、积分和差分，因此称为运算放大器。这些早期器件用真空管制造，工作在高电压下。现在的运放是线性集成电路，使用较低的电源电压，并且可靠、便宜。

学完本节后，你应该掌握以下内容:

• 描述基本的运放及其特性
• 认识运放符号
• 识别运放封装上的端子
• 描述理想运放
• 描述实际运放

6.1.1 符号及端子

$$ a)符号~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~b)标有直流电源接口的符号 $$ $$ c)~~~~典型封装。在双列直插(DIP)封装和表面贴装技术(SMT)上由缺口或圆点指示的是引脚1 $$

$$ 图6-1~~~~运放符号与封装 $$

标准运算放大器(运放)电路符号如图6-1a所示。它有两个输人端————反相(一)输入端和同相(＋)输人端，以及一个输出端。典型的运放需要两个直流电压供电以正常工作，其中一个为正，另一个为负，如图6-1b所示。为简单起见，在电路符号中通常会忽略直流电压端子，但应理解实际上它们存在。几种典型运放 IC 封装如图6-1c所示。

6.1.2 理想运放

为了说明运放究竟是什么，首先考虑其理想特性。当然，实际运放达不到这些理想标准，但从理想角度看，对器件的理解与分析更加简单。

首先，理想运放具有无穷大的电压增益与无穷大的输入阻抗(开路)，因此不会对驱动源产生负载效应。此外，运放具有零输出阻抗。这些特性如图6-2所示。两个输人端之间的电压 $V_{in}$ 为输入电压，输出电压为 $A_vV_{in}$，如内部电压源符号所示。无穷大输入阻抗的概念是很多运放电路的非常重要的分析工具，这将在6.5节中讨论。

6.1.3 实际运放

虽然现代集成电路(IC)运放在许多情况下可以使参数值接近理想值因而被当成理想运放，但没有实际运放能达到理想状态。所有器件都有其限制，运放也不例外。运放既具有电压限制也具有电流限制。例如，输出电压峰峰值通常被限制为略小于两个电源电压的差值。输出电流也被内部约束所限制，例如功率消耗和器件额定值等。

实际运放的特性有高电压增益、高输入阻抗、低输出阻抗和宽带宽。其中一些特性如图6-3所示。

$$ 图6-2~~~~理想运放表示 $$

$$ 图6-3~~~~实际运放表示 $$