說到運放，是離不開共模、差模、虛短、虛斷這些概念的。 大家可以想一下運放是怎么設計出來的。

我們想下前面提到的電流源，就是將電壓信號轉為電流源。 然后電流源串一個大電阻，就得到一個電壓。 這中間的電流源起到中轉的作用。 運放內部就是利用三極管對電流源進行控制的。 運放內部設計思想也是通過這種思路一步一步演變來的。

總結下運放設計思想的三部曲吧：

1.電壓轉為電流。把輸入信號電壓差轉為電流差，然后進行電流差放大。

2.電流轉為電壓。放大電壓。

3.輸出。功率放大，電流電壓均放大。

電壓轉為電流，這一步需要進一步來研究。 這個電壓就是 Vin，也就是輸入電壓，那這一步需要共模阻抗十分大。 最好還有電流放大(輸入阻抗十分大，輸入電流就會非常小，輸出高電壓的話就需要極大的電阻，設計起來不容易實現)。

我們來討論下運放第二級的作用。 運放的作用主要就是放大電壓，理想的運放是放大無窮倍。 運放放大的是輸出對地的幅值，那么，是不是需要把差分電流信號轉化為單端對地的電流信號。 由于第一級是兩個電壓源，因此會有兩個電流源。 所以我們要將電流差轉為一個對地的電流源。 然后，這個對地的電流源再經過電阻就會輸出一個對地的電壓了。 只有電流大，電阻值大，電壓輸出才能很大。 這樣這一級的任務算是完成了。

繼續仔細想一下，電壓輸出很高的原因是由于電流經過了大電阻。 幅值雖然是高了，但驅動電流會降低。 因為內阻極大，導致沒有了輸出能力。 這樣的話基本是用不了的。 為了增加驅動能力我們應該怎么處理下呢? 我們能想到了什么器件? 沒錯，三極管。 它是一個電流器件，可以放大電流。 問題是又想放大電流，又不能降低幅值，所以三極管應該選擇電壓跟隨器的接法。

電流放大了也會帶來新的問題，輸出不能被短路，電流增大就意味這電阻變小，短路的會很大可能會燒毀器件。 相對于需要上拉輸出的比較器，內阻就很大，即使是上拉電阻的阻值也很大，所以比較器是不害怕短路的，即使短路電流也不會很大。 運放就不一樣了，很怕輸出短路，所以我們還要設計一個輸出短路保護。 這樣即使使用時不注意短接了，也不至于燒毀器件，可以減少必要的麻煩。

那短路了我們應該怎么做呢? 我們怎么知道是短路呢? 有什么判斷條件呢? 既然短路，那肯定電流不會小吧，我們可以采樣輸出電流。 可以串聯一個固定小阻值的電阻，根據電阻上的壓降判斷電流。 只要電流大于某個值時關斷輸出，是不是就可以實現輸出保護了。 接下來我們一步步的實現這些想法。

我們來看下運放的第一級：

運放第一級

上面這圖就實現了，差分小信號——差分小電流-—放大的差分電流信號。 由于阻抗無窮大，所以等效的差分電流極小。 為了更好的控制，所以需要放大差分電流。

電流放大電路

我們看 Q5 的 E 極，放大后的電流相減，再到 Q7 的 BE 極回路，電流就已經放大了。 這個小電流乘以阻抗就會得到一個可控的電壓。 這個電壓就是 OUT 點單端對地的電壓了，這個很大的電阻就是 Q7 的 CE 的阻抗。 現在是不是又實現了單端對地電壓信號的輸出。 接下來再對 OUT 點進行幅值放大，我們可以用三極管放大。 想要放大電壓是不是就是小電流乘以大電阻。 繼續重新整理的下圖。

運放內部前二級電路

大家看這個圖有沒有對 C 點的電流流向產生疑問呢?如果 U+ > U-，那么 Ic2 < Ic1，這個時候 Q6 的 BE 會有一部分電流流入，我們說這個電流就是他們放大后的差。相反，如果 U+ < U-，Ic2 > Ic1,那么電流是不能反過來流的。看上圖，B 點電位的上升和下降可以看作 Q6 的內阻增大或減小。是不是可以看作 B 點對地的電位變化。C 點的電流變化，引起電位變化，從而影響 B 點的電位變化。這時我們就可以看作由電流差，轉為了單端的對地電壓 了。現在電壓的幅值是變大了，但是沒有帶載能力，接下來我們還要繼續往后看。

A 點要想有帶載能力根據上面理論想到射級跟隨器，來增大帶載能力，按上面提到的還應該要防止輸出短路電路。 我們需要檢測電流，我們可以在回路上串聯一個小電阻，接下來就讓這電阻兩端的電壓驅動某個開關讓電路停止輸出。

加第三級的運放內部電路

我們來看上圖，想一下過流保護的過程。 只要短路,A 點就會拉低，Q10，Q11 的管子就關斷了，是不是就起到了保護的作用。 其實到這里運放內部基本已經差不多了。 我們來總結下我們一路走過的過程：

差分放大信號——極小的差分電流信號——電流信號放大——放大電流差——單端對地電壓——放大電壓幅值——射級跟隨器電流放大——短路輸出保護

其實這電路里面還有些問題，首先 R1 在實際中為電流源。 C 點在發生改變時 A 點變化會不及時，因為兩點間途徑了許多三極管，這樣就會有許多結電容，造成響應延遲，要想解決這個問題我們需要在兩點之間加一個電壓不會突變的器件，電容。

接下來再分析下這個電容：

C 點電位發生改變時，A 點電位會跟隨變化。 因為電容的兩端不能激變。 電路穩定后，我們假設電容的兩端壓是 2V，這時 C 點電位發生了激變，從 1V 變為了 2V,那么 A 點電位這個時候就變成了 4V。 相當于水漲船高。

運放內部電路

通過分析，C 點和 A 點是反相位，C 點突然變大，對電容進行充電，A 點電位也會升高，A 點電位升高，C 點電位就會下降，這個過程是一個負反饋。 運放內部基本結構知識就這些了，接下里我們就將討論什么時候會用到這樣的電路。