运放内部结构简单介绍及其供电设计
注意，此处我们采用的是multisim软件仿真 ，链接中有详细安装教程。
注意：仿真只是数学运算，实际情况的话，就不是数学运算那么简单，有很多复杂的因数在里面。所以具体情况要参照实际电路搭建。比如说，之前我们搭建蔡氏电路的时候，明明1700欧左右就能产生双周期的波形，但是按照仿真搭建的电路，具体确实1430欧左右才产生双周期的波形。这是需要注意的!!!
运放内部结构简单介绍，及其供电
内部结构
v+v-供电
我们先看v+和v-，这个地方就是运放芯片的供电电源。v+很好理解，就是一节电池正极接v+，负极接地。v-就是电源的正极利用一根杜邦线丢到地上，负极接v-，负压就产生了。
在multisim中运放的寻找位置(因为lm358p内部是存在两个运放的，所以弹出的哪个选项点击a还是b都可以)。
在multisim中直流电源位置。
这里我们需要注意一个点，输入电压范围是不一定要求正负对称的。如果v+为6v，那么v-不是必须是-6v。我尝试在multisim中尝试v+12v，v-为-6v，发现可以正常运行。询问老师之后得知，正负端电压不对称只会影响输出信号的最大动态范围，只要输出信号在最大动态范围内，电源不对称对输出没有影响。
vpvn输出电压
然后我们需要知道，运放内部你可以理解为有一个电压受控源，它由(vp-vn)控制，实际的输出电压为avo(vp-vn)。avo是电压增益量，它的值一般都非常大。我们通过控制vp和vn的差值，来控制输出电压。但是由于avo的值一般都非常大，那么我们需要输出一个几v的电压的时候，(vp-vn)的值就会非常非常的小，所以我们一般都会设置一个负反馈的系统(这个放在后面讲)。有了负反馈系统之后，我们就可以设置放大的倍数了。
ri虚断虚短
运放内部的电阻ri是非常大的，而我们的(vp-vn)的值又非常非常的小。那么此时流经ri的电流将会非常小，我们可以看作没有。而我们知道，电路处于断路状态就是没有电流的，那么现在运放的这个状态我们称之为虚断。
如下为一个同向放大电路，我们测量输入端两侧的电流可以知道流经输入端的电流仅仅只有-19.496na(1na=10^-9a)。所以我们可以认为此时处于虚断。
我们上面说了，因为avo的值一般都非常大，那么(vp-vn)的值我们可以看成是为0。我们可以知道，当一个电阻被短路了，那么这个电阻两端电压相同。而现在(vp-vn)值约为0的这种状态，我们称之为虚短。
如下为一个同向放大电路，我们测量输入端两侧的电压可以知道，两者压差为323.073uv(1v=1000mv，而1mv=1000uv)。这个值毫无疑问是非常非常小的，几乎可以忽略不记，所以我们可以认为此时处于虚短。
在我们这里需要选择v，——，表示测量直流电压。
注意：⑴我们这里的电源和上面供电的哪个地方电源好像不一样啊?的确有些许不一样，但都是电源。为了让电路美观，我们才这么画。
⑵我们需要注意的是，虚断是一直存在的，虚短并不是。后面线性区讲。
ro内阻
ro称之为输出电阻，他的阻值非常非常的小，一般直接忽略，与导线等价即可。
总结：
⑴v+接正电压，v-接负压。
⑵v+v-不需要正负对称。
⑶运放的放大可以理解为一个由(vp-vn)控制的电压受控源。
⑷虚断一直有，虚短不一定。
运放电压传输特性及其输出电流介绍
运放的三个区域
首先我们需要知道运放是有三个区域的，分别是负饱和区，线性区，正饱和区。
正负饱和区
首先我们介绍正负饱和区，我们需要知道，运放电路的放大作用是有极限的，而这个极限就是饱和区。那么我们如何知道这个饱和的电压大概是在什么范围呢?一般来说，这个饱和电压由v+和v-决定。我们的这个放大电压是不可能超过v+的电压，低于v-的电压。所以说，这个饱和电压就是v+和v-的值吗?不是的，运放电路中是存在饱和压降∆v，那么我们的放大电路的范围就应该是(v-+∆v,v+-∆v)，而把v-+∆v,v+-∆v用vom来表示，放大电压范围就是(-vom，+vom)。
首先我提前告知，这个电路为一个同向放大3倍的同向放大电路，此电路的饱和区在10.495v。我们正向输入端一开始为3.3v，3.3v*3=9.9v，而9.9v小于10.495v，是可行的。
但是如果我们输入端电压为5v呢?会不会是5v*3=15v呢 ?显然不会，因为饱和区的存在，此时的电压应该是10.495v。这个时候就说明放大电路处于饱和状态了。
输出端负载阻值影响
而我们的放大电压范围仅受v+v-的影响吗?不是的，一般来说，运放的输出端最大电流为±20ma。如果负载rl阻值过小会导致|v0|的最大值变小。例如，rl为200欧，|v0|的变化范围只有20ma*200欧=0.02a*200欧=4v。所以我们rl一般要选择大一点的值，但又不能过大。
如下，我们正常接入3.3v电压，而r1r2从5k欧10k欧，变成5欧10欧。这个时候，我们就会发现，输出端的电压就不是9.9v了，而是608.929mv，很明显不可能是误差导致的。所以我们可以得出结论外界电阻不能过小。
如下，我们正常接入3.3v电压，而r1r2从5k欧10k欧，变成5m欧10m欧。可以看到，输出电压值为9.7，距离9.9v有0.2v的偏差，很明显这个偏差还是非常大的。所以阻值也不能选择过大。
我们需要知道，放大电路其实是一种弱电系统，具有高灵敏度，容易受到环境和内部噪声的干扰。而当实际电路中电阻过大，会增加其热噪声，容易引入干扰。所以我们外界的电阻尽量以千欧作为单位最佳。
线性区
但是我们使用放大电路的时候，需要避免接触到饱和区，我们所使用的范围就是线性区。线性区的范围，也就是我们上面所说的最大动态范围。这里的放大公式为avo(vp-vn)，靠经v+端的是vp，靠近v-端的是vn。(看上图2.1.3)
上面说了虚断一直有，虚短不一定。为什么呢?因为虚断主要是因为运放内阻非常大所导致的，所以说，它会一直存在。
以下分别是运放工作在线性区和饱和区的电流值，虽然值不同，但是很明显。两者测量出来的值的是十分小的，都可以忽略不计。故虚断在线性区和饱和区都会存在。
而虚短不一样，它依赖于电压增益avo非常非常的大，但是我们需要注意的一个地方就是，当输出电压已经处于饱和状态的时候，avo的值并不是无穷大的。这样就做不到虚短的效果。
举个例子，假设当前运放电路为饱和电压12v，vp为6v，avo为4，那么vn就是6-(12/4)=3v。但是我们换一个假设，此时运放电路的输出电压10v，vp为6v，avo为10000，那么vn就是6-(10/10000)=5.9999v，此时vp和vn几乎相等。就是虚短。
以下分别是运放工作在线性区和饱和区的电压值。我们可以看到，线性区的电压依旧是非常小的，可以忽略不记。但是饱和区这个时候的电压我们看到了有将近1.5v的电压，这个肯定就做不到忽略不计了。
所以说，虚短线性区才有，饱和区没有。
总结：
⑴运放有负饱和区，线性区，正饱和区。
⑵饱和区的值受v+v-，以及输出端rl影响。
⑶我们使用运放进行放大的时候，是使用的线性区，注意不要因为饱和区导致无法进行电压放大。⑷虚断一直有，虚短只有在线性区才存在。
反馈介绍
我们将输出信号v0再返回输入端的过程称为反馈。一般来说，只要是输入端和输出端有联系就称之为反馈，而输入端和输出端没有联系就一定没有返回。
为什么说一般有联系就称之为反馈呢?先看上图，我们可以知道输出电压u0经过r1r2的分压，流回电压信号到了反向端。但是看下图，因为仅仅只有一个r存在，所以运放的正向输入端电压永远为0v，运放的输出信号没有反馈到运放的输入端。那么我们可以得出结论，上面是存在反馈电路的，下面没有反馈电路。
正负反馈的简单介绍
正负反馈我们可以简单的理解，当输出信号接到反向输入端就是负反馈，接到正向输入端就是正反馈。但是我们需要知道，这对单级放大电路来说是对的，对多级放大电路不一定。那么我们怎么知道一个比较绝对的判断方法呢?就是使运放vp-vn减小是叫做负反馈，那么让vp-vn增大的是不是就叫做正反馈。因此，我们也就可以知道了何时采用正反馈，何时采用负反馈了。
注意：本文仅简单介绍负反馈，之后我会专门写一篇关于反馈的博客。
我们之前说了在电压放大时候，放大增益avo是非常大的。这样我们就需要vp和vn值非常接近，差值可能只有几微伏到几十微伏，这样给实际电路操作时候增加了很大的难度。于是就我们就要减少vp-vn，采用负反馈。
负反馈系统如下
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注意：仿真只是数学运算，实际情况的话，就不是数学运算那么简单，有很多复杂的因数在里面。所以具体情况要参照实际电路搭建。比如说，之前我们搭建蔡氏电路的时候，明明1700欧左右就能产生双周期的波形，但是按照仿真搭建的电路，具体确实1430欧左右才产生双周期的波形。这是需要注意的!!!
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内部结构
v+v-供电
我们先看v+和v-，这个地方就是运放芯片的供电电源。v+很好理解，就是一节电池正极接v+，负极接地。v-就是电源的正极利用一根杜邦线丢到地上，负极接v-，负压就产生了。
在multisim中运放的寻找位置(因为lm358p内部是存在两个运放的，所以弹出的哪个选项点击a还是b都可以)。
在multisim中直流电源位置。
这里我们需要注意一个点，输入电压范围是不一定要求正负对称的。如果v+为6v，那么v-不是必须是-6v。我尝试在multisim中尝试v+12v，v-为-6v，发现可以正常运行。询问老师之后得知，正负端电压不对称只会影响输出信号的最大动态范围，只要输出信号在最大动态范围内，电源不对称对输出没有影响。
vpvn输出电压
然后我们需要知道，运放内部你可以理解为有一个电压受控源，它由(vp-vn)控制，实际的输出电压为avo(vp-vn)。avo是电压增益量，它的值一般都非常大。我们通过控制vp和vn的差值，来控制输出电压。但是由于avo的值一般都非常大，那么我们需要输出一个几v的电压的时候，(vp-vn)的值就会非常非常的小，所以我们一般都会设置一个负反馈的系统(这个放在后面讲)。有了负反馈系统之后，我们就可以设置放大的倍数了。
ri虚断虚短
运放内部的电阻ri是非常大的，而我们的(vp-vn)的值又非常非常的小。那么此时流经ri的电流将会非常小，我们可以看作没有。而我们知道，电路处于断路状态就是没有电流的，那么现在运放的这个状态我们称之为虚断。
如下为一个同向放大电路，我们测量输入端两侧的电流可以知道流经输入端的电流仅仅只有-19.496na(1na=10^-9a)。所以我们可以认为此时处于虚断。
我们上面说了，因为avo的值一般都非常大，那么(vp-vn)的值我们可以看成是为0。我们可以知道，当一个电阻被短路了，那么这个电阻两端电压相同。而现在(vp-vn)值约为0的这种状态，我们称之为虚短。
如下为一个同向放大电路，我们测量输入端两侧的电压可以知道，两者压差为323.073uv(1v=1000mv，而1mv=1000uv)。这个值毫无疑问是非常非常小的，几乎可以忽略不记，所以我们可以认为此时处于虚短。
在我们这里需要选择v，——，表示测量直流电压。
注意：⑴我们这里的电源和上面供电的哪个地方电源好像不一样啊?的确有些许不一样，但都是电源。为了让电路美观，我们才这么画。
⑵我们需要注意的是，虚断是一直存在的，虚短并不是。后面线性区讲。
ro内阻
ro称之为输出电阻，他的阻值非常非常的小，一般直接忽略，与导线等价即可。
总结：
⑴v+接正电压，v-接负压。
⑵v+v-不需要正负对称。
⑶运放的放大可以理解为一个由(vp-vn)控制的电压受控源。
⑷虚断一直有，虚短不一定。
运放电压传输特性及其输出电流介绍
运放的三个区域
首先我们需要知道运放是有三个区域的，分别是负饱和区，线性区，正饱和区。
正负饱和区
首先我们介绍正负饱和区，我们需要知道，运放电路的放大作用是有极限的，而这个极限就是饱和区。那么我们如何知道这个饱和的电压大概是在什么范围呢?一般来说，这个饱和电压由v+和v-决定。我们的这个放大电压是不可能超过v+的电压，低于v-的电压。所以说，这个饱和电压就是v+和v-的值吗?不是的，运放电路中是存在饱和压降∆v，那么我们的放大电路的范围就应该是(v-+∆v,v+-∆v)，而把v-+∆v,v+-∆v用vom来表示，放大电压范围就是(-vom，+vom)。
首先我提前告知，这个电路为一个同向放大3倍的同向放大电路，此电路的饱和区在10.495v。我们正向输入端一开始为3.3v，3.3v*3=9.9v，而9.9v小于10.495v，是可行的。
但是如果我们输入端电压为5v呢?会不会是5v*3=15v呢 ?显然不会，因为饱和区的存在，此时的电压应该是10.495v。这个时候就说明放大电路处于饱和状态了。
输出端负载阻值影响
而我们的放大电压范围仅受v+v-的影响吗?不是的，一般来说，运放的输出端最大电流为±20ma。如果负载rl阻值过小会导致|v0|的最大值变小。例如，rl为200欧，|v0|的变化范围只有20ma*200欧=0.02a*200欧=4v。所以我们rl一般要选择大一点的值，但又不能过大。
如下，我们正常接入3.3v电压，而r1r2从5k欧10k欧，变成5欧10欧。这个时候，我们就会发现，输出端的电压就不是9.9v了，而是608.929mv，很明显不可能是误差导致的。所以我们可以得出结论外界电阻不能过小。
如下，我们正常接入3.3v电压，而r1r2从5k欧10k欧，变成5m欧10m欧。可以看到，输出电压值为9.7，距离9.9v有0.2v的偏差，很明显这个偏差还是非常大的。所以阻值也不能选择过大。
我们需要知道，放大电路其实是一种弱电系统，具有高灵敏度，容易受到环境和内部噪声的干扰。而当实际电路中电阻过大，会增加其热噪声，容易引入干扰。所以我们外界的电阻尽量以千欧作为单位最佳。
线性区
但是我们使用放大电路的时候，需要避免接触到饱和区，我们所使用的范围就是线性区。线性区的范围，也就是我们上面所说的最大动态范围。这里的放大公式为avo(vp-vn)，靠经v+端的是vp，靠近v-端的是vn。(看上图2.1.3)
上面说了虚断一直有，虚短不一定。为什么呢?因为虚断主要是因为运放内阻非常大所导致的，所以说，它会一直存在。
以下分别是运放工作在线性区和饱和区的电流值，虽然值不同，但是很明显。两者测量出来的值的是十分小的，都可以忽略不计。故虚断在线性区和饱和区都会存在。
而虚短不一样，它依赖于电压增益avo非常非常的大，但是我们需要注意的一个地方就是，当输出电压已经处于饱和状态的时候，avo的值并不是无穷大的。这样就做不到虚短的效果。
举个例子，假设当前运放电路为饱和电压12v，vp为6v，avo为4，那么vn就是6-(12/4)=3v。但是我们换一个假设，此时运放电路的输出电压10v，vp为6v，avo为10000，那么vn就是6-(10/10000)=5.9999v，此时vp和vn几乎相等。就是虚短。
以下分别是运放工作在线性区和饱和区的电压值。我们可以看到，线性区的电压依旧是非常小的，可以忽略不记。但是饱和区这个时候的电压我们看到了有将近1.5v的电压，这个肯定就做不到忽略不计了。
所以说，虚短线性区才有，饱和区没有。
总结：
⑴运放有负饱和区，线性区，正饱和区。
⑵饱和区的值受v+v-，以及输出端rl影响。
⑶我们使用运放进行放大的时候，是使用的线性区，注意不要因为饱和区导致无法进行电压放大。⑷虚断一直有，虚短只有在线性区才存在。
反馈介绍
我们将输出信号v0再返回输入端的过程称为反馈。一般来说，只要是输入端和输出端有联系就称之为反馈，而输入端和输出端没有联系就一定没有返回。
为什么说一般有联系就称之为反馈呢?先看上图，我们可以知道输出电压u0经过r1r2的分压，流回电压信号到了反向端。但是看下图，因为仅仅只有一个r存在，所以运放的正向输入端电压永远为0v，运放的输出信号没有反馈到运放的输入端。那么我们可以得出结论，上面是存在反馈电路的，下面没有反馈电路。
正负反馈的简单介绍
正负反馈我们可以简单的理解，当输出信号接到反向输入端就是负反馈，接到正向输入端就是正反馈。但是我们需要知道，这对单级放大电路来说是对的，对多级放大电路不一定。那么我们怎么知道一个比较绝对的判断方法呢?就是使运放vp-vn减小是叫做负反馈，那么让vp-vn增大的是不是就叫做正反馈。因此，我们也就可以知道了何时采用正反馈，何时采用负反馈了。
注意：本文仅简单介绍负反馈，之后我会专门写一篇关于反馈的博客。
我们之前说了在电压放大时候，放大增益avo是非常大的。这样我们就需要vp和vn值非常接近，差值可能只有几微伏到几十微伏，这样给实际电路操作时候增加了很大的难度。于是就我们就要减少vp-vn，采用负反馈。
负反馈系统如下
DSP概述 模块功能介绍
“2021服贸会”中国联通携手合作伙伴展示数字人民币创新产品
高通披露PC处理器最新进展，与Arm争端仍待解决
高压核相器的产品特点有哪些
凌阳新车用IP 强化网络传输IC
运放内部结构简单介绍及其供电设计
引线键合是什么？引线键合的具体方法
功率继电器继电器和接触器有什么不一样？
杨宇欣：“如何看待特斯拉的造芯”？
ALIO-Hybrid Hexapod六轴位移台的优势及参数
Intersil推出高精度运算放大器产品ISL28208
LG电子新款巧克力手机选择 RAYSPAN 的超材料空中接口
300PLC转以太网模块XD1.0在煤矿系统远程监控的应用
OLED面板的出货量显著增加，Q3季度首次超郭LTPS LCD
集中式光伏将成储能主要应用场景
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交叉导轨的安装方法
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