零基础学模拟电路--2.运算放大器的虚短和虚断

零基础学模拟电路–2.运算放大器的虚短和虚断


虚短:

虚短指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。

由虚短可得出正负输入端点位相等的结论。

虚断:

虚断指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路,称为“虚断”。

由虚断可得出电流不能流入流出放大器输入端,而外端电流相等


实际电路中的应用:


零基础学模拟电路--2.运算放大器的虚短和虚断_第1张图片

  • 如上图所示,可知,b点的电位为0V,那么,由虚短可知,a,b两点的电位相等,所以a的电位也为0V;

  • 由虚断得出,流过两个电阻的电流相等,即IR1=IR2。

  • 再将IR1,IR2的表达式写出来,即可推出该运放电路输入和输出的关系: V O U T / V I N = − R 2 / R 1 V_{OUT}/V_{IN}=-R_{2}/R_{1} VOUT/VIN=R2/R1

    这个电路为反相放大器

在第一节中,我们学了运放的输入输出关系式: V o u t = A ∗ ( I N + − I N − ) V_{out}=A*(IN^+-IN_-) Vout=A(IN+IN)A=∞

而在这里,我们发现,在运放的外部接上几个电阻,就可以随心所欲地控制放大倍数


仿真验证


虚短:


零基础学模拟电路--2.运算放大器的虚短和虚断_第2张图片

  • b点的电压为0V,a点的电压为976uV,近似为0V。验证虚短

虚断:


零基础学模拟电路--2.运算放大器的虚短和虚断_第3张图片

  • 经过R1和R2电阻的电流均为2.41mA。验证虚断。

总结一下,这一节讲了运放的虚短和虚断,以及在实际电路中的应用。我们发现,在运放外部接上几个元件,就可以控制放大倍数。

我们可以根据这一点,搭出很多有用的电路。


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