理想运算放大器的特点和应用

1.理想运算放大器主要特征

所谓“理想运算放大器”就是对实际运算放大器参数进行理想化后等效为一个理想器件，其主要特征为：

开环电压增益：Ao→∞；

输入电阻：rid→∞；

输出电阻：ro→0；

共模抑制比：KCMRR→∞；

失调电压电流：Uos、Ios及Iib→0；

开环带宽：fBW→∞。

另，理想运放的响应时间为零；内部无噪声。

完全理想的集成运放是不可能制成的。但实际集成运算放大器的特性非常接近于理想运算放大器，借助于理想运算放大器进行分析所引起的误差很小，工程上完全允许。

2.理想运算放大器线性区工作特性

根据理想运放特征和线性等效电路模型图8.3，可推导出两个重要特性，即输入电流为零、两个输入端子间的电压为零。

1）输入电流为零 根据图8.3 得(www.xing528.com)

将理想运放特征rid→∞代入上式得

即对于一个理想运算放大器来说，不管是同相输入端还是反相输入端，其输入电流为零。电流为零可等效为“开路”，但实际电路并没有断开，所示输入电流为零这一特征又称为输入端“虚断”。

2）两个输入端子间的电压为零

由式（8.1）得

将理想运放特征Ao→∞代入上式得

即同相端的电位等于反相端的电位，从某种意义上说，就好像同相端和反相端是用导线短接在一起的（即电压为零等效为“短路”），因此称之为“虚短”。

例如：在如图8.4 所示的运算放大电路中，反相端为输入信号 ui端，同相端通过电阻 R2接“地”，由式（8.2）可知输入电流 ii=0，得电阻 R2上的端电压为零，则同相端电压u+=0。由式（8.3）得u-≈u+=0，即反相输入端电位u-约等于“地”电位。

因为，反相输入端没有直接与“地”连接，故称反相输入端的u-≈u+=0这种关系称为“虚地”。

式（8.2）、式（8.3）这两个特性是分析集成运放电路的重要依据。