运放专题：虚短、虚短

2024-04-22 09:19:33

虚断是运放结构决定的，而虚短是运放存在负反馈的前提下具有的属性

一、虚断

运放OPA227为例，来看下他的输入阻抗：

说明：
1GΩ=10^9Ω
1MΩ = 10^6Ω
可见运放的输入阻抗是很大了，如此高的阻抗几乎可以把它当断路看了，可以理解为没有流入运放的电流，虚断应运而生，理所当然。哈哈

二、虚短

以同相比例运算电路为例，虚短就意味着Vp = Vn,可是至于为什么，往下看。
由于运放输入阻抗非常大，所以连接正相输入端的电阻并没有起到分压作用，做输入端阻抗匹配用。

上图它的等效模型如下，A为运放的开环放大倍数，由运放本身集成电路工艺决定；F为反馈系数，由两个反馈电阻分压决定。
其中：Vin = Vp

根据运算放大器的也特性可以知道：

Vout = A* (Vp - Vn) ------------------------------ ①

Vn = F* Vout ------------------------------ ②

整理 ① ②可得
Vp / Vn = (1+AF) / AF

由于运放的开环增益A很大很大
140dB呀，大致就是 10^7倍的放大倍数，而在实际设计中，F一般不会小于0.001，因为要达到这样的F值，必须要使用很大的反馈电阻值，这会引起更大的电阻噪声。

所以 (1+AF) ≈ AF

那么就有： Vp / Vn ≈ 1 ,Vp ≈ Vn 虚短就是这么来的。

总结

运放的高输入阻抗而虚断，因为负反馈和极高的开环增益而引起虚短路。

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