今天來介紹集成運放，說到運放，一般用于小信號放大，在傳感器信號放大電路中具有廣泛應用；

我們先看下LM324的內部電路：

1. 我們觀察到運放內部電路與比較器相比，輸出多了推挽電路，即下圖中的3，所以說運放是有驅動能力的；
2. 對于下圖中1部分，相比較比較器而言，運放這里的電流源更低為6uA，故運放的輸入阻抗更大，所以在設計放大電路時，輸入可看作斷路，“虛斷”就是這么來的；
3. 對于下圖中2部分，和比較器結構一樣，故輸入電壓最大不超過VCC-1.5V；

還有就是虛短，虛短怎么理解，說是開環倍數無窮大，這個怎么理解，我們以LM324手冊為例，我們來看：

手冊中描述開環增益為100dB，經過換算就是100000倍；

我們看電路，來模擬下在開環倍數10 0000倍情況下輸入和輸出關系：SR為運放的一個重要參數，即壓擺率，即輸出電壓上升是1us上升0.4V；

1. 我們一點一點分析，我們假設輸入VIN = 2V，此時輸出VOUT =0V，則反向端電壓V- = 0V；
2. 此時V+>V-，運放輸出朝電壓電壓增加方向走，當VOUT = 0.4V，V- = 0.2V，此時輸出繼續上升；
3. 當VOUT = 0.8V，V- = 0.4V，此時輸出繼續上升，直到VOUT上升到4V，此時V- = 2V = V+，輸出將不再增加，達成一個動態的平衡；即這就是所謂的“虛短”；

上面介紹了虛短和虛斷，接下來我們來了解下放大電路；

我們還以上述電路為例，輸入信號從同向端輸入就是同相比例放大電路，反之從反向端輸入就是方向比例放大電路；很明顯上述電路是同向比例放大電路，我們利用虛短和虛斷來求放大倍數：

由虛短可知，V+ = V- = VIN；

由虛斷可知，VOUT通過R3，R2接地，根據電阻分壓:

V- = VOUT*R2/(R2+R3) =VIN

我們化簡下VOUT/VIN = (R2+R3)R2 = 1+R3/R2；即放大倍數 = 1+R3/R2；

那么算到這里又有疑問了，你這里計算結果和R1沒關系呀，那我可不可以將R1省去？

是不能省去的哈，我們知道運放為了降低偏置電流對芯片功能的影響，2個輸入端對地阻抗內部做的及其對稱，那么我們在設計外圍電路時，就需要考慮這個對稱性不能被打破，以免影響到輸出，所以我們這里將VIN和VOUT分別接地；

同向輸入端對外接地阻抗是R1，反向輸入端對外接地阻抗是R2//R3，所以R1 = R2//R3；R1也叫平衡電阻，這個我們在設計電路時要特別注意；

還有就是R2，R3電阻取值也有講究的，我們計算放大倍數是忽略流進V-的電流的，那么什么情況下這個電流可以忽略，即負反饋電路中電流遠大于流進V-的電流；即R2，R3電阻不能取太大，這樣我們理論推算的放大倍數和實際測量的才能對得上；

此外R2，R3電阻阻值也不能取太小，太小會將運放輸出電流分走，導致輸出電流能力降低，這個取值需要我們衡量；

我們再看下反向比例運算電路：

1.由虛短可知，V- = V+ =0V；

2.由虛斷可知:

(VIN - 0V) /R2 = (0V - VOUT)/R3；

即VOUT/VIN = -R3/R2；即放大倍數為-R3/R2；

綜上我們可以總結出：

1.因為運算放大電路放大電路倍數公式成比例關系，故叫比例運算；

2.同向比例運算放大電路從同向端輸入，輸出為正；反向比例運算放大電路從反向端輸入，輸出為負；我們常用的是同向比例運算放大電路；

對于同向比例運算放大電路，如果我們將R1，R3短接，R2斷開，即變成了電壓跟隨器，顧名思義VIN = VOUT，那么這個電路有啥用？

我們知道運放具有輸入電阻高，輸出電阻低的特點；即帶載能力強，那么對于帶載能力弱或者不能帶載的電路我們能不能用電壓跟隨器；比如：電阻分壓電路是不能帶載的，我們可以將分壓的A點接電壓跟隨器的同向輸入端，即可擴大帶載能力；