什么是虛短和虛斷

　　虛短是指于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80dB以上。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的，一般在10V～14V。因此運(yùn)放的差模輸入電壓不足1mV，兩輸入端近似等電位，相當(dāng)于“短路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等。“虛短”是指在分析運(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)時(shí)，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡(jiǎn)稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。虛短得出正負(fù)輸入端等電位的結(jié)論。

　　虛斷是由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大，一般通用型運(yùn)算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1uA，遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\(yùn)放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路?！疤摂唷笔侵冈诜治鲞\(yùn)放處于線性狀態(tài)時(shí)，可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性稱為虛假開路，簡(jiǎn)稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。虛斷得出電流不流入流出放大器輸入端，而外端電流相等的結(jié)論。

　　虛短特點(diǎn)

　　差模輸入電阻Rid=∞；開環(huán)差模電壓增益Aud=∞；

　　輸出電阻Ro=0；帶寬fH=∞；共模抑制比KCMR=∞。

　　集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的必要條件是引入深度負(fù)反饋。

　　理想運(yùn)放工作在線性區(qū)特點(diǎn)：

　　Uo=Aud（U+—U-），

　　由Aud=∞=〉（U+—U-）=Uo/Aud=0

　　U+=U-，即虛短。

　　由Rid=∞，兩個(gè)輸入端均沒有電流，

　　i+=i-=0，即虛斷。

　　虛短和虛斷使用條件

　　虛斷的存在是無條件的，因?yàn)檫@是由它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，電流進(jìn)不去。（當(dāng)然是理想狀態(tài)）虛短的存在是有條件的，這個(gè)條件是“運(yùn)放要處于放大狀態(tài)”，要滿足這個(gè)條件只有兩種狀態(tài)：

　　1、在開環(huán)電路中，輸入兩端的電壓差非常小，不會(huì)讓運(yùn)放飽和；

　　2、在閉環(huán)的深度反饋電路中。

　　用虛短和虛斷分析運(yùn)放電路

　　如圖，是常見的反相比例運(yùn)算放大電路，下面用虛短和虛斷的方法來分析電路。

　　在反相放大電路中，信號(hào)電壓通過電阻R1加至運(yùn)放的反相輸入端，輸出電壓vo通過反饋電阻Rf反饋到運(yùn)放的反相輸入端，構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。

　　運(yùn)放的同相端接地=0V，反相端和同相端虛短，所以也是0V，反相輸入端輸入電阻很高，虛斷，幾乎沒有電流注入和流出，那么R1和Rf相當(dāng)于是串聯(lián)的，流過一個(gè)串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過R1的電流和流過Rf的電流是相同的。

　　根據(jù)歐姆定律：

　　Is= （Vs- V-）/R1 ………a

　　If= （V- - Vo）/Rf ……b

　　V- = V+ = 0 ………………c

　　Is= If ……………………d

　　求解后可能Vo== （-Rf/R1）*Vi

　　在分析電路的過程中，暫時(shí)不用管運(yùn)放的其他特性，就根據(jù)虛短和虛斷的特性來分析。當(dāng)然，若運(yùn)放不工作在放大區(qū)時(shí)，不滿足虛短和虛斷發(fā)條件，不能使用此種方法來分析。如比較器。

　　如下圖，是運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的加法器，用虛短和虛斷的方法來分析此電路。

　　由于電路存在虛短，運(yùn)放的凈輸入電壓vI=0，反相端為虛地。

　　vI=0，vN=0…………………………………………a

　　反相端輸入電流iI=0的概念，通過R2與R1的電流之和等于通過Rf的電流故 （Vs1 – V-）/R1 + （Vs2 – V-）/R2 = （V- –Vo）/Rf…………b.

　　如果取R1=R2=R3，由a，b兩式解得-Vout=Vs1+Vs2.

　　式中負(fù)號(hào)為反相輸入所致，若再接一級(jí)反相電路，可消去負(fù)號(hào)。

　　虛短是運(yùn)放正輸入端和負(fù)輸入端的電壓相等，近似短路；虛斷是流入正負(fù)輸入端的電流為0。只要 掌握了這一點(diǎn)，在運(yùn)用歐姆定律，即可很容易的分析同相比例放大電路，反向比例放大電路等常用的運(yùn)放放大電路。