运算放大器基础2

今天我们学习带有反馈的运放电路。最简单的反馈，就是将运放输出直接接到运放的反相输入端，这种电路有一个特定的名称——“缓冲器/跟随器”（Buffer Amplifier），其输出总是跟随着输入，主要的作用是阻抗变换。以下，我们来逐一分析。

对于任何有反馈的运放电路，我们需要记住两条原则：

运放作为缓冲器的电路如下：

                                                                图1-运放作为缓冲器电路

对于缓冲器电路，由于输出直接连接了反相输入，根据上述两条原则，所以Vout = Vin+ = Vin-。

可见，运放此时并没有放大电压，那运放起了什么作用？

答案是阻抗变换。

我们知道电源有内阻，负载有阻抗（不考虑频率响应的话，阻抗就等于电阻）。

                                                        图2-电源内阻与负载阻抗

对于电压型负载来说，电源内阻越小、负载阻抗越大越好，这样它获得的电压越大。

如果电源内阻较大，而负载阻抗较小，那负载就无法获得较高份额的电压。

对于这种情况，需要加入缓冲器：

                                                图3-通过运放缓冲器作为阻抗变换

缓冲器的特点是输入阻抗无穷大，而输出阻抗又很小，在它后面接上负载，可以让负载保证获得较大电压。

我们来构建一个案例，如下图，电源输入是12V，通过稳压二极管获得9V电压，后又经过两个10KΩ电阻分压获得4.5V电压，并以此为负载供电。

那么，假设我们的负载是200Ω，如果直接到10KΩ电阻上，负载上的电压是多少呢？还是4.5V吗？

                                图4-负载直接接在10KΩ电阻上，负载电压降低

可见，实际负载的电压只有173mV。大家可以通过KVL公式（基尔霍夫电压定律）计算一下是不是这个结果。

如果通过运放缓冲器接到10KΩ电阻上，是什么结果呢？

                                 图5-负载通过缓冲器接在10KΩ电阻上，负载电压稳定

可见，由于运放的高输入阻抗、低输出阻抗，使得最终负载获得的电压还是4.5V。