什么是运算放大器／比较器？

什么是运算放大器/比较器？

放大器（电压放大器）和运算放大器模型

放大器具有通过放大器的放大系数增大输入信号以进行输出的功能。电气/电子电路主要使用电压和电流作为输入信号和输出信号。这种放大电路的配置分为以下四种类型：

• VCVS（压控电压源）电压输入/电压输出
• CCCS（电流控制电流源）电流输入/电流输出
• VCCS（压控电流源）电压输入/电流输出
• CCVS（电流控制电压源）电流输入/电压输出

上述四种类型所需的功能是在不衰减的情况下检测和放大输入信号，并在不衰减负载的情况下提供输出信号。我们将通过对输入信号源、放大器和负载进行建模来考虑放大器所需的功能。图 1 (a) – (d) 显示了上述四个放大器的模型，包括输入信号源和负载。图1(a)所示为压控电压源模型。该放大器的输入电阻用 Ri 表示，输出电阻用 Ro 表示，放大系数用 Av 表示。输入信号源由电压源 Vs、输出电阻 Rs 和负载 RL 建模。使用这些模型，通过以下等式计算输出电压：

Vo=(RL/(Ro+RL))·Av·(Ri/(Rs+Ri))·Vs (1.1.1)

信号电压被 Rs 和 Ri 分压，使衰减后的信号输入到放大器。放大器的输出电压被 Ro 和 RL 分压，并提供给负载。Ri越大，输入到放大器的信号电压衰减越小；Ro 越小，提供给负载的输出电压衰减越小。

假设公式（1.1.1）中 Ri = ∞ [Ω] 且 Ro = 0 [Ω]，则

Vo=Av·Vs (1.1.2)

图 1 放大器类型

我们知道，放大后的电压可以在不衰减的情况下提供给负载，信号源的电压也不会衰减。因此，希望为压控电压源提供无穷大的输入电阻和零输出电阻。其他三种放大器所需的输入电阻和输出电阻汇总在图 2 的表格中。当分为上述四种放大器时，运算放大器是一种电压控制电压源。因此，对于通常具有接近这种特性的电路配置的运算放大器来说，高输入电阻和低输出电阻是优选的。

图2 理想的输入输出电阻