由于集成运放具有开环差模电压增益高,输入阻抗高,输出阻抗低及共模抑制比高等特点,在实际分析由集成运放构成的电路时,为简化电路分析,人们常把集成运放理想化。
1.理想运放的技术指标
理想运放的技术指标为:
1)开环差模电压增益Ad→。
2)差模输入电阻Rid→。
3)差模输出电阻Rod=0。
4)共模抑制比KCMRR→。
5)带宽BW→。
6)输入偏置电流IB1=IB2=0。
7)失调电压UIO、失调电流IIO及它们的温漂均为零。
8)无干扰和噪声。
由于实际中的集成运放的技术指标与理想集成运放比较接近,因此,在一般的工程计算中,用理想集成运放代替实际集成运放所带来误差是允许的。
2.理想运放的线性工作特点
若理想集成运放的同相输入端电位为u+,反相输入端电位为u-,两端电流分别为i+和i-。当理想运放工作于线性区时,输出电压满足(www.xing528.com)
uo=Aod(u+-u-) (4-65)
因为理想集成运放的Aod→,uo为有限值,则u+-u-=uo/Aod=0,即
u+=u- (4-66)
同相输入端与反相输入端的电位相等,好像两端之间短路了,但是实际上并没有产生电路上的真正短路,所以称两个输入端之间“虚短”。
另外,由于理想集成运放的Rid=,因此同相输入端和反相输入端的电流均为零,即
i+=i-=0 (4-67)
两个输入端电流为零,好像两个输入端都断路一样,但是实际上电路并没有断开,所以称为“虚断”。
“虚短”和“虚断”是分析集成运放线性应用电路的两个非常有用的概念。但是必须理解“虚短”和“虚断”的使用条件和含义。集成运放开环时,其线性工作范围很小,而差模开环电压增益Aod很大,使集成运放工作在非线性区。要使集成运放工作在线性区,必须在集成运放外部引入深度负反馈,降低净输入信号|u+-u-|。因此,集成运放的外部电路有无引入负反馈作为判断集成运放是否工作在线性区的依据。
3.理想运放的非线性工作特点
当集成运放处于开环状态或者只引入正反馈时,集成运放工作在非线性区。理想运放的非线性工作特点如下:
1)uo=±Uom。当u+>u-时,uo=+Uom;当u+<u-时,uo=-Uom。
2)工作于非线性区的理想运放仍然有差模输入电阻Rid=,因此i+=i-=0。即有“虚断”概念。
3)uo≠Aod(u+-u-),u+≠u-,没有“虚短”概念。
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