運算放大器(簡稱「運放」)的基本公式和計算方法對於理解和設計運放電路非常重要。以下是一些關鍵公式和概念:
基本公式:
輸出電壓 ( V_{out} ) 等於放大器的放大倍數 ( A ) 乘以差分輸入電壓 ( (V_{+} - V_{-}) )。
( V_{out} = A(V_{+} - V_{-}) )
反相放大器:
輸出電壓 ( V_{o} ) 等於輸入電壓 ( V_{i} ) 乘以反饋電阻 ( R_{2} ) 與輸入電阻 ( R_{1} ) 的比值。
( V_{o} = V_{i} \left( - \frac{R_{2}}{R_{1}} \right) )
同相放大器:
輸出電壓 ( V_{o} ) 等於輸入電壓 ( V_{i} ) 乘以反饋電阻 ( R_{1} ) 與輸入電阻 ( R_{2} ) 的和。
( V_{o} = V_{i} \left( 1 + \frac{R_{1}}{R_{2}} \right) )
差分放大器:
輸出電壓 ( V_{o} ) 等於輸入電壓差 ( (V_{i1} - V_{i2}) ) 乘以反饋電阻網路的比例係數,加上參考電壓 ( V_{ref} ) 的調整。
( V_{o} = (V_{i1} - V_{i2}) \left( \frac{R_{3}}{R_{1}} \right) + V_{ref} \left( 1 + \frac{R_{2}}{R_{4}} \right) \left( 1 + \frac{R_{3}}{R_{1}} \right) )
其他注意事項:
運放的失調電壓不會完全為零,正確處理不用的引腳可以避免潛在的問題。
在設計運放電路時,考慮共模電壓和共模抑制比(CMRR)是很重要的,以確保電路的性能。
通過理解和套用這些基本公式和概念,可以有效地設計和分析各種運放電路,包括反相、同相和差分放大器,以及考慮失調電壓和共模電壓的影響。