如何用叠加定理分析运算放大器？运算放大器的输出限制分析

在下述的内容中，小编将会对运算放大器的相关消息予以报道，如果运算放大器是您想要了解的焦点之一，不妨和小编共同阅读这篇文章哦。

一、运用叠加定理分析运算放大器

在分析运算放大器的时候，你会不会用叠加定理去分析呢？相信您看完本文会大声感叹叠加定理太6了！！

那么，先出个题，例如下图，是否一眼就能看出答案呢？

电路图

如果你会叠加定理，那么一眼就可以算出来答案，答案是1+（-8）= -7V

计算过程

利用叠加定理，如左图，先把2V的电源去掉，等效于接地，那么电路就等效为一个同相比例放大器，放大倍数等于 1+（R2/R1）=5倍，故左边电路输出电压为0.2*5=1V。

然后如右图，把0.2V电源去掉，同样等效为接地，那么电路等效为一个反向比例放大器，放大倍数等于 -R2/R1 = -4倍，那么输出电压就为2*（-4）=-8V。（勘误：R1为1k）

最后再把二者叠加，1-8=-7V。（勘误：R1为1k）

那么知道这个原理了，分析起来运算放大器电路是否会更容易呢？是不是感觉叠加定理很好用呢

同理也可以计算运算放大器的求和电路：

这个电路如何使用叠加定理呢？相信您的心中已经有了答案。我把分解图列出来，您看看和您想的一不一样。

二、运算放大器的输出限制

运算放大器的输出也有限制，我们看一个简单的设计。使用运算放大器OPA141设计跟随电路，+5V供电，10K电阻R1为负载，同向输入端接地，如下图所示：

同相输入端接地，我们当然认为，输出值是运放的失调电压，我们先看看OPA141的失调电压是多少，如下图所示,最大失调电压为4.3mV。

于是我们可以大胆的预测上面的OPA141跟随电路的输出电压应该是0-4.3mV之间（单电压供电，输出不可能为负数），但是实际情况是怎样的呢？如下图所示：

输出是141.57mV,为什么差距这么大呢？这是由运放的输出限制引起的，OPA141的输出限制如图所示：

根据这一参数，单电源+5V供电时，输出Vout：0V+0.2Vto 5V-0.2V即0.2V to 4.8V,也就是说+5V供电时，输出在0.2V至4.8V之间才是线性的，如果输出不在这个范围内，输出信号将会失真或者出现非线性。OPA141跟随电路的输入是0V，理论上运放的输出也将跟随到0V，但是这已经低于了输出电压范围的最小值了，输出不再线性，即这里的141.57mV。

有人可能认为rail-to-rail的运放就可以满足了吧，其实不然，rail-to-rail运放它的共模输入电压范围可以超过电压轨，但是输出仅仅是接近电压轨，无法超过电源轨。读者可以查查相关datasheet，以做验证。

为什么输出会有限制呢，这涉及到运放内部结构的相关知识，有兴趣的读者可以进一步深究，这里就不在探讨了。

以上便是小编此次带来的有关运算放大器的全部内容，十分感谢大家的耐心阅读，想要了解更多相关内容，或者更多精彩内容，请一定关注我们网站哦。