當輸入電壓相等時,，運算放大器通常在線性范圍內工作,，而運算放大器正是在線性范圍內準確地執(zhí)行上述功能,。然而，運算放大器只能改變一個條件來使輸入電壓相等,，即輸出電壓,。因此，運算放大器的輸出通常以某種方式連接到輸入,，這種通常被稱為電壓反饋,。

    在本文中，我將解釋一個通用電壓反饋運算放大器的基本操作,，并請您參閱其他內容以了解更多信息,。

    圖1描述了運算放大器的標準示意圖符號。有兩個輸入端(IN+, IN-),、一個輸出端(OUT)和兩個電源端(V+, V-),。這些端的名稱可能因制造商而異，甚至單個制造商也可能使用不同的名稱,，但它們仍然是相同的五個端,。

    例如，您可能會看到Vcc或Vdd而不是V+,。又或者,，您可能會看到Vee或Vss而不是V-。電源端子的其他標簽會有所不同,，因為它們指的是器件內部的晶體管類型,。例如，當在運算放大器內部使用雙極結型晶體管(BJT)時,，電源對應于BJT的集電極和發(fā)射極：Vcc和Vee,。在運算放大器內部使用場效應晶體管(FET)時，電源標簽與FET的漏極和源極相對應：Vdd和Vss,。如今,，許多運算放大器同時包含BJT和FET，因此V+和V-是常見的標簽,，與器件內部的晶體管無關。簡言之,，不要太在意引腳標簽,，只要理解它們的作用即可。

    在等式1中,，AOL被稱為“開環(huán)增益”,。在現(xiàn)代運算放大器中，它通常是一個非常大的值(120 dB或1,000,000 V/V),。例如,，如果IN+和IN-之間的電壓差僅為1mV,，運算放大器將嘗試輸出1000V!在這種配置中，運算放大器不在線性區(qū)域內工作,，因為輸出不能使輸入彼此相等(記住,，理想情況下In+等于In-)。因此,，運算放大器需要一種方法來控制開環(huán)增益,，即通過負反饋來實現(xiàn)。

    圖2描述了作為反饋控制系統(tǒng)一部分的運算放大器,。您會注意到輸出OUT通過一個標記為?的塊反饋到負輸入IN-,。?被稱為反饋因子，通常使用電阻來降低輸出電壓,。

    圖3比較了開環(huán)運算放大器和負反饋運算放大器,。這些TINA-TI?軟件仿真電路采用的運放是近乎理想的運放，加了電源來限制輸出電壓,。注意,，對于左側的開環(huán)配置，輸出幾乎等于正電源(V+),。這是因為輸入引腳之間有一個很小的差異(100mV),。這種小電壓被開環(huán)增益放大，開環(huán)增益會強制輸出到其中一個電源電壓,。在圖3右側的負反饋或閉環(huán)電路中,，運算放大器輸出上的分壓器需要200 mV的輸出電壓，以便使反相和同相輸入相等,。

    輸入電壓的放大稱為增益,。它是反饋回路中電阻值的函數(shù)。等式2描述了圖3中右邊電路的增益方程,，這就是所謂的同相放大器,。您將看到計算出的輸出電壓與仿真相符。如果您想要了解有關此電路(以及其他常見的運算放大器電路,，如緩沖器,、同相放大器和差分放大器)的更多信息，您可以下載電子書“模擬工程師電路指南：放大器”,?！?/p>

    運算放大器的輸出受到電源電壓的限制。圖4是圖3中同相放大器的輸出電壓與輸入電壓的關系圖,。注意當輸出接近正負電源時,，輸出由于飽和受限。

    由于這個限制，在圖5中可以看到,，隨著輸出接近電源,，輸入引腳之間的電壓差Vdiff增加。只有當輸入幾乎相等時,，運算放大器才在線性區(qū)域工作,。