为什么要创造运放呢？

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我们熟悉的基本元器件有电阻、电容、二极管、三极管等等，虽然运放的内部也集成了这些元器件，但在我们实际电路设计中运放已经成为了一个基本元器件。运放一个重要的功能就是放大，但是我们知道单个晶体管也可以实现放大，那为什么还要创造运放呢？

| 先看单管放大器 |

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上图是个单管放大器，它优点明显就是 结构简单，成本低 。下面我们来讨论一下它的缺点：

◆ 需要设置静态工作点，要使晶体管工作总是要设置一些偏置电压使之符合某些特性曲线；

◆ 单个晶体管的增益离散度很大，稳定性差，在生产中逐个去校正成本高。

◆ 设计并生产一种指定增益的放大器IC，对于IC厂商来说是极为简单的，但是实际应用当中需要的增益却是数不清的，厂商不可能做出无穷多种增益。

◆ 综上最后两点我们似乎应该要创造这么一个器件， 这个器件所组成的放大器它的增益与单个晶体管的增益无关，只与它的外围元器件有关。 此外，我们最后还会发现使用这个器件设置工作点极为简单甚至有些根本不用。那如何创造这个元器件，首先来简单地看一下负反馈放大器。

| 负反馈放大器 |

由哈尔德·布莱克（Harold Black）发明

A:开环增益、β：反馈系数、Aβ:环路增益

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· 数学描述 ·

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● 由上面的数学模型可以发现当Aβ>>1时，负反馈放大器的增益由β即反馈系数所决定，它与基本放大电路无关。

● 通常反馈网络由电阻电容组成，有了这样一种模型我们就可以直接通过调节阻容来决定放大器的增益，而不用去关注基本放大电路本身，这个基本放大电路就是所谓的运算放大器。从这个原理上可以粗暴地说世界上只要生产一款运放就可以满足所有的应用。

● 上式的红色部分正是产生增益误差的原因，我们能够用虚短虚断来分析运放电路正是忽略了这一部分。

| 从负反馈模型到同相放大器 |

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■ 上图虚线红框就是反馈网络。很容易就可以算出反馈系数 β=R1/(R1+R2) ，当然这是在运放没有输入电流的情况下得到的，即所谓的虚断。我们将完整的增益公式列出来：

■ 上式可以发现由负反馈模型推导出来的放大器增益公式与用虚短虚断计算出来的一致。