运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路，其输入级是差分放大电路，中间级主要进行电压放大，输出极与负载相连。运算放大器广泛应用于电子行业当中，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器，有源滤波器，振荡器及电压比较器。运算放大器的作用是在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块，它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器，其输出信号可以是输入信号加，减或微分，积分等数学运算的结果。下文中将介绍运算放大器的工作原理是怎样的，及运算放大器的三种电路图：开环电路、闭环负反馈电路、闭环正回馈电路。

运算放大器的工作原理是怎样的？

　　运算放大器有三个端口，其中有两个输入端口，分别为“+”和“-”，一个输出端口。当输入信号从“-”端口输入放大器时，输出端的输出信号与输入信号反相;反之，当输入信号从“+”端口输入放大器时，输出端的输出信号与输入信号同相;当两个输入端口同时输入信号时，运算放大器实现减数运算，输出信号与较大的一方同相。所以说，运算放大器基本上可以说是一个电压放大器。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的 输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。基本的运算放大器如图1所示：

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接，形成一负反馈(negative feedback)状态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈(positive feedback)，相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

运算放大器的三种电路图：开环电路、闭环负反馈电路、闭环正回馈电路

　　运算放大器的开环电路

　　开环回路运算放大器如下图。当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下：

　　Vout=(V+-V-)*Aog

　　开环回路运算放大器

　　其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益(open-loop differential gai)由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」(saturation)，导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器(comparator)，比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。

　　运算放大器的闭环负反馈电路

　　将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相(inverting)放大器与非反相(non-inverting)放大器两种。

　　反相闭环放大器

　　反相闭环放大器如上图。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端为虚接地(virtual ground)，其输出与输入电压的关系式如下：

　　Vout=-(Rf/Rin)*Vin

　　非反相闭环放大器如下图。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端电压差几乎为零，其输出与输入电压的关系式如下：

　　Vout = ((R2/R1)+1)* Vin

　　非反相闭环放大器

　　运算放大器的闭环正回馈电路

　　将运算放大器的正向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在正回馈的状况，由于正回馈组态工作于一极不稳定的状态，多应用于需要产生震荡讯号的应用中。