运算放大器(Operational Amplifer)简称“运放"，是具有很高放大倍数的电路模块，是模拟电路和数模混合电路中能够实现从直流偏置产生到滤波及信号放大各种功能的一个电路基本单元。

运算放大器的电路符号如图5-27所示，它有两个输入端，同相输入端(+)和反相输入端(-),以及一个输出端。这里的“同相”和“反相”是指运放的输入电压与输出电压间的相位关系。三角形表示信号从左(输入端)向右(输出端)传输的方向。当输入信号由同相端输入时，输出信号与输入信号相位一致。当输入信号由反相端输人时，输出信号与输入信号相位相反。一种典型运算放大器的电路结构如图5-28所示。

输出电压u。与同相输入端及反相输入端之间的差值电压up -uN之间的函数关系如图5-29所示，称为运算放大器的电压传输特性，如下式所描述:u。=f(up -uN)运算放大器有线性区和非线性区两个工作区域。当运算放大器工作在线性区时:u。=Aod(up-uN )

式中，曲线的斜率Aod为电压放大倍数，由于运放放大的对象是差模信号，又称差模开环放大倍数。

当运算放大器工作在非线性区时，运算放大器相当于一个比较器。如果同相输入端电压较大，则运算放大器的输出接近于正电源电压;如果反相端输，电压较大，则运算放大器的输出接近于负电源电压。

运算放大器的关键性能参数包括电压增益、带宽、输入失调、输入阻抗最大输入电压和共模抑制比等。运算放大器按照性能和应用要求可分为通用运算放大器、低功耗运算放大器精密运算放大器、高输入阻抗运算放大器、宽带运算放大器和高压运算放大器等。

从电路设计角度来说，运算放大器一般由输 人级、中间级、输出级和偏置电路四部分构成。运算放大器设计的关键是根据系统应用要求就速度、电压增益带宽和功耗等参数进行优化设计。设计人员在整体设计中需要进行多方面的综合考虑，根据指标要求选择合适的电路结构、器件尺寸和偏置电压。运算放大器设计常利用双共源共栅(Cascode) 结构通过提高输出阻抗提高增益，利用差分输出提高共模抑制比和电源抑制比，利用频率补偿使相位裕度达到指标要求等。

运算放大器将在今后集成电路设计和系统应用中继续发挥重要作用，并将在支持未来技术发展方面扮演重要角色。