“虛短”與“虛斷”是非常重要的兩個概念。在分析運放的輸入信號與輸出信號的關(guān)系時,這是兩個基本的出發(fā)點。
當運放引入負反饋的時候,或者說工作在“線性區(qū)”的時候,輸出電壓與凈輸入電壓(同相輸入端反相輸入端的差值)成線性關(guān)系,電路的放大倍數(shù)就是運放自身的開環(huán)增益。
uO是有限值,通常不會大于電源電壓。Aod非常大,常常達到百萬倍,所以uP-uN幾乎為0。由于兩個輸入端幾乎沒有電壓差,看上去好像是短路了,所以稱為“虛短路”。但是虛短路不是真正的短路,如果uP 與uN完全相等,電路的輸入端就不存在差值,即便把0放大一百萬倍,結(jié)果還是0。所以uP 與uN還是有一點點電壓差的。
(資料圖片)
由于運放的輸入電阻非常大,所以輸入電流非常小,所以運放的輸入端看上去相等于斷路,稱兩個輸入端為“虛斷路”。雖然輸入端的電流趨近于零,但不是真正的斷路,如果輸入端真的斷路了,運放沒有輸入,當然也不會有正確的輸出了,所以還是有很一點點輸入電流的。
開環(huán)增益(寫作Aod)非常大,通常是10000以上;
輸入阻抗非常高 ,通常是1000000歐姆以上。
由于開環(huán)增益實在太大了,輸入信號要非常非常小,電路才能工作。所以實際應用中,通常會閉環(huán)應用,加入負反饋,把輸出連接到反相輸入端。常常會用電阻分壓,來決定放大倍數(shù)。例如分析下邊這個放大電路的放大倍數(shù):
“+”表示同相輸入端,用uP表示;
“-”表示反相輸入端,用uN表示;
由于虛斷,分析RF與R2的串聯(lián)支路,根據(jù)電流相等可得:
則閉環(huán)增益Auf為
注意,應用“虛短”與“虛短”的前提是運放處于線性工作區(qū),一般情況下處于線性工作區(qū)的運放都存在閉環(huán)負反饋。“虛短”其實是運放處于線性工作區(qū)的結(jié)果,而并非導致運放處于線性工作區(qū)的原因。如果人為的增大兩個輸入端的電壓差,并不一定使輸出電壓增大,反而會使運放處于非線性區(qū)。
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