一、运放核心（负反馈线性区）

• 虚短：理解成短路，运放处于线性状态时，把两输入端视为等电位，即运放正输入端和负输入端的电压相等；
• 虚断：理解成断路，运放处于线性状态时，把两输入端视为开路，即流入正负输入端的电流为零；

二、电压跟随器

• 阻抗变换：输入阻抗∞，输出阻抗接近0
• 降低传输损耗
• 多级隔离

$$V_{\text{out}} = V_{\text{in}}$$

三、同相放大器

$$V_{\text{out}} = \left(1 + \frac{R_f}{R_g}\right) V_{\text{in}}$$

四、反相放大器

$$V_{\text{out}} = -\frac{R_f}{R_g} V_{\text{in}}$$

五、差分放大电路

$$R_1 = R_3, \quad R_2 = R_f$$

$$V_{\text{out}} = \frac{R_f}{R_3} \left( V_{\text{i2}} – V_{\text{i1}} \right)$$

电压采样

电流采样

六、电压比较器

• 虚短失效 虚断保留
• 比较器处在开环/正反馈

核心原理：利用运放开环增益极高（>100dB）的特性，将微小电压差放大到电源轨电压输出。
工作模式：

非线性工作（无负反馈） → 输出仅两种状态：$V_{OH}$（正电源）或$V_{OL}$（负电源）

输入接同相端（V+）时：

• $V_{+} > V_{-} \rightarrow 输出V_{OH}$
• $V_{+} < V_{-} \rightarrow 输出V_{OL}$

输入接反相端（V-）时：

• $V_{-} > V_{+} \rightarrow 输出V_{OL}$
• $V_{-} < V_{+} \rightarrow 输出V_{OH}$

单限比较器

阈值电压计算

输入接同相端（V+ = Ui，V- = Vref时）：
$$U_i > V_{ref} \rightarrow \text{输出} V_{OH},\quad U_i < V_{ref} \rightarrow \text{输出} V_{OL}$$

输入接反相端（V- = Ui，V+ = Vref时）：
$$U_i > V_{ref} \rightarrow \text{输出} V_{OL},\quad U_i < V_{ref} \rightarrow \text{输出} V_{OH}$$

过零比较器（特例）

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滞回比较器

滞回阈值电压

比较器翻转发生在 Ui = V_+ 时：

• 上升触发阈值（当输出从低→高时所需输入电压）：$$ V_{th_high} = V_{+H} = \frac{R2}{R1+R2}V_{ref} + \frac{R1}{R1+R2}VCC$$
• 下降触发阈值（当输出从高→低时所需输入电压）： $$V_{th_low} = V_{+L} = \frac{R2}{R1+R2}V_{ref} – \frac{R1}{R1+R2}VCC$$

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滞回电压窗口

$$\Delta V_{hys} = V_{th_high} – V_{th_low} = \frac{2R1}{R1+R2} \times VCC$$

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转载声明

图四、图五取自CSDN Infinity-LSC 图六取自CSDN yummy