原標題：反相放大器和同相放大器的增益公式計算

• 基于“虛短”“虛斷”特性分析

• “虛短”意味著運算放大器兩個輸入端電位近乎相等，在同相輸入端接地（或通過電阻接地實現(xiàn)平衡）的常見情況下，反相輸入端電位可近似看作 0。

• “虛斷”表明運算放大器輸入電流幾乎為 0，所以流入反相輸入端的電流路徑只有輸入電阻和反饋電阻。輸入信號產生的電流會按照一定比例分配在這兩個電阻上，由于輸入電流極小，可認為電流只在這兩個電阻間流動。

• 輸出信號通過反饋電阻與反相輸入端相連，其大小和方向會使得反相輸入端的電位維持在近似 0 的狀態(tài)。輸入信號越大，輸出信號就會以相反的方向變化，通過反饋電阻產生一個反向的電流來平衡輸入電流，從而維持反相輸入端電位穩(wěn)定。

• 增益大小與電阻關系

• 增益的大小主要取決于反饋電阻和輸入電阻的比值。當反饋電阻阻值大于輸入電阻阻值時，輸出信號的幅度會比輸入信號大，起到放大作用；反之，若反饋電阻阻值小于輸入電阻阻值，輸出信號幅度會小于輸入信號，但這種情況在實際應用中較少見，因為通常使用反相放大器是為了放大信號。而且增益的符號為負，代表輸出信號與輸入信號相位相反。

實際應用影響

• 信號放大與反向：在需要放大信號且對相位沒有嚴格要求，或者后續(xù)電路可以處理相位反轉的場合，反相放大器能很好地發(fā)揮作用。比如在一些音頻信號處理中，如果只是單純需要增大信號幅度，反相放大器可以滿足需求。

• 穩(wěn)定性與帶寬：增益的大小會影響電路的穩(wěn)定性和帶寬。較高的增益可能會導致電路更容易產生振蕩，同時帶寬會變窄。因為增益高時，反饋信號對輸入信號的影響更大，可能會使電路進入不穩(wěn)定狀態(tài)；而帶寬變窄意味著電路能夠通過的信號頻率范圍減小。

同相放大器

增益計算邏輯

• “虛短”“虛斷”特性下的電流與電壓關系

• 同樣依據(jù)“虛短”，同相輸入端和反相輸入端電位近似相等。輸入信號直接加在同相輸入端，反相輸入端通過電阻與輸出端相連。

• 由于“虛斷”，幾乎沒有電流流入運算放大器的輸入端，所以流過反相輸入端電阻的電流等于流過反饋電阻的電流。輸出信號通過反饋電阻和反相輸入端電阻形成反饋回路，使得反相輸入端電位跟隨同相輸入端電位變化。

• 增益大小與電阻關系

• 同相放大器的增益大于 1，且增益大小由反饋電阻和反相輸入端電阻的比值決定。當反饋電阻阻值越大，增益就越高，輸出信號的幅度也就越大。這是因為更大的反饋電阻會使反饋信號對反相輸入端電位的調節(jié)作用更強，從而在輸出端產生更大的信號來保持反相輸入端電位與同相輸入端電位相等。而且同相放大器的輸出信號與輸入信號相位相同。

實際應用影響

• 信號放大與同相：在需要放大信號且保持信號相位不變的場合，同相放大器是理想選擇。例如在一些傳感器信號處理電路中，為了準確反映傳感器的測量結果，需要保持信號的相位不變，同時對信號進行放大，此時同相放大器就能發(fā)揮作用。

• 輸入阻抗與負載效應：同相放大器的輸入阻抗很高，這是因為輸入信號直接加在同相輸入端，而運算放大器的輸入電流極小。高輸入阻抗使得同相放大器對信號源的影響很小，不會因為從信號源吸取過多電流而導致信號源電壓下降，即負載效應小。這在處理微弱信號或高阻抗信號源時非常重要。