运算放大器是模拟电子学的主干。它是一种直流耦合电子元件，它利用电阻反馈来放大来自差分输入端的电压。 运算放大器因其多方面的优点而广受欢迎，可用于不同的场合。运算放大器电路由诸如带宽、输入和输出阻抗、增益裕度等重要参数。不同种类的运算放大器具有这些不同的规格参数。

    运算放大器具有两个差分输入引脚、一个输出(Vout)引脚以及电源引脚。这两个差分输入引脚是 反相（负)引脚或和 同相(正)引脚 。

    根据输入类型，运算放大器可以归类为反相或同相。在本教程中，我们将学习如何使用同相配置运算放大器。.

    在同相配置中，输入信号被施加到运算放大器的同相输入端子(正端子)上。因此，放大的输出与输入信号“同相”。

    正如我们之前所讨论的，运算放大器需要反馈来放大输入信号。这通常通过利用分压器网络将输出电压的一小部分施加回反相输入引脚来实现。

同相运算放大器配置

    在上图中，示出具有同相配置的运算放大器。输入信号被馈送到运算放大器电路的正相引脚， 而使用两个电阻R1和R2组成的分压器将输出的 小部分提供给运算放大器电路的反相引脚。这两个电阻器向运算放大器提供必要的反馈。在理想情况下，运算放大器的输入引脚将提供高输入阻抗， 而输出引脚将处于低输出阻抗。

    放大量取决于作为分压器的两个反馈电阻器（R1和R2）。R2被称为反馈电阻(Rf)。

    由于“虚短路”，输入到放大器的同相管脚上的信号电压Vin同分压器输出相等。

    由于这一点，并且由于Vout依赖于反馈网络，我们可以计算闭环电压增益如下。

同相运算放大器增益

    由于分压器输出电压与输入电压相同，分压器Vout＝Vin。

因此, Vin / Vout = R1 / (R1 + Rf)
或, Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

    放大器的总电压增益(Av) 为 Vout / Vin。

Av = Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

    通过这个公式，我们可以得出一个同反相运算放大器的闭环电压增益。

Av = Vout / Vin = 1 + (Rf / R1)

    由于这个原因，运算放大器增益不能低于单位增益或1。此外，增益将是正的，它不能是负的，增益直接依赖于R发和R1的比值。

    现在，有趣的是，如果我们把反馈电阻或R发的值设为0，增益将是1或单位增益。如果R1变为0，则增益将为无穷大。这在理论上是可能的。但在现实中，它依赖于运算放大器的行为和开环增益。

    运算放大器也可用来将两个输入电压作加法运算--加法器。

同相放大器的应用实例

    我们将设计一个同相运算放大器电路，它将在输出端产生3x电压增益。

    我们将在运算放大器的输入设为 2V。运算放大器在用同相接法，需要又3x增益能力。选择R1电阻值为1.2k，求出Rf或R2电阻值，放大后计算输出电压。

    因为增益依赖于电阻值时，计算公式为Av = 1 + (Rf / R1)

    本列中，增益是3，R1 = 1.2K. 所以, Rf符合：

3 = 1 + (Rf / 1.2k)
3 = 1 + (1.2k + Rf / 1.2k)
3.6k = 1.2k + Rf
3.6k - 1.2k = Rf
Rf = 2.4k

    放大后，输出电压将为：

Av = Vout / Vin
3 = Vout / 2V
Vout = 6V 

    在上述图像中示出了示例电路。R2是反馈电阻，放大后的输出将是输入的3倍。

电压跟随器或单位增益放大器

    如前所述，如果我们将Rf或R2短路，电阻R1开路，那么放大器的增益将是1，或者说它将实现单位增益。这种接法称为单位增益放大器，也称电压跟随器或缓冲器。

    当我们将输入信号加在运算放大器的正输入端时，输出信号具有1倍增益且与输入信号同相，我们在放大器输出端得到相同的信号。输出电压与输入电压相同。输出电压＝输入电压。

增益 (Av) = Vout / Vin
因此,1 = Vout / Vin
Vin = Vout.