运放的“虚短”和“虚断”

有些同学对于在学习完相关课程后,对于运放的使用只记住了两个词“虚短”“虚断”,但是用起来却怎么也不对。我想在这篇文章里,说一下这两个词的来由,以及使用的条件和方法。

运放符号及输入输出特性曲线

一般的集成运放放大倍数为106,即Vo=106(Vp-Vn)。在此举个例子,假如运放电源为±12V,那么在运放输出刚好到达12V时,Vp-Vn=0.000012V。可以看出只要运放输出没有达到正饱和或者负饱和(非线性区),那么可以看做Vp≈Vn。运放输入电阻Ri(P-N)一般在1MΩ以上,故此时输入端流入运放和流出运放的最大电流为0.000012V/1M≈0(mA),即iP= -iN ≈0。这就是虚短和虚断的由来。

使用虚断虚断,值得注意的有两点:

  • 必须确定运放是工作在线性区。很明显,在饱和区Vp-Vn≠0。一般来说,运放如果满足负反馈,才有可能工作在线性区。判断是不是满足负反馈,使用瞬时极性法。
  • 使用“虚短”“虚断”,一定要记得还有个“虚”字。一定要理解他们暗指的含义。或者,不要去记什么虚断虚断了,记得Vp≈Vn,iP, iN ≈0就不会错啦。
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