理想集成运算放大器的特点与应用

集成运放的开环电压增益非常高，输入电阻很大，输出电阻很小，这些参数接近理想化的程度。因此，在分析含有集成运放的电路时，为了简化分析，可以将实际的运算放大器视为理想的运算放大器。理想运放的主要参数具有理想的特性，即

1）输入信号为零时，输出端恒定地处于零电位。

2）差模输入电阻R_id=∞。

3）输出电阻R_o=0。

4）开环差模电压增益A_uo=∞。

5）共模抑制比K_CMR=∞。

6）开环带宽BW=∞。

理想运放的图形符号如图4-2c所示。根据上述理想特性，若运放工作在线性区，利用它的理想参数可以得到如下两条重要法则。

1.虚短

设运放的同相和反相输入端的电压分别为U_p和U_n，当运放工作在线性区时，有(https://www.xing528.com)

U_o=A_uo（U_p-U_n）

由于输出电压U_o是有限值，而理想运放的A_uo为无穷大，故有U_i=U_p-U_n=0，即

U_p=U_n （4-1）

这说明理想运放两个输入端的电位相等，同相与反相输入端之间的电压为零，相当于短路，常称为“虚短”。

2.虚断

由于理想运放输入端是“虚短”的，输入电压为零，而其输入电阻R_id为无穷大，因此使得同相和反相输入端的输入电流等于零，即

I_p=I_n=0 （4-2）

运放的两个输入端相当于开路，常称为“虚断”。

尽管实际运放并不具备理想特性，但一般都具有很高的输入电阻，很低的输出电阻和很高的开环差模电压增益，高性能的运放参数更加接近理想特性。因此，在实际使用和分析运放时，可以近似地把它看作“理想运放”。所以，“虚短”与“虚断”的概念是分析理想运放电路的基本法则，利用此法则分析含有运算放大器的电路，可大大简化电路的分析过程。