理想运算放大器的工作特点

Question

如题所述

Answer 1

理想运放工作在线性区
理想运放工作在线性区时，输出电压与输入电压呈现线性关系，其中，u0是集成运放的输出电压；u+和u-分别是同相输入端及反相输入端的电压；Auo是开环差模电压放大倍数。根据理想运放的特征，可以导出工作在线性区时集成运放的两个重要特点。
1)理想运放的差模输入电压等于零
由于理想运放的开环差模电压放大倍数等于无穷大，而输出电压为确定数值，同相输入端电压与反相输入端电压近似相等，如同将u+和u-两点短路一样，但两点的短路是虚假的短路，是等效短路，并不是真正的短路，所以把这种现象称为“虚短”。
2)理想运放的输入电流等于零
由于理想运放的开环输入电阻rid - ∞，因此它不向信号源索取电流，两个输入端都没有电流流入集成运放。
此时，同相输入端电流和反相输入端电流都等于零，如同两点断开一样。而这种断开也不是真正的断路，是等效断路，所以把这种现象称为“虚断”。
“虚短”和“虚断”是分析理想运放工作在线性区的两条重要结论。
理想运放工作在非线性区
集成运放工作在非线性区时，输出电压不再随输入电压线性增长，而是达到饱和。
理想运放工作在非线性区时，也有两个重要特点。
1)当理想运放的u+≠u- 时，理想运放的输出电压达到饱和值
当u+ >u-时，集成运放工作在正向饱和区，输出电压为正饱和值，
当u+ <u-时，集成运放工作在负向饱和压，输出电压为负饱和值，
理想运放工作在非线性区时，u+≠u-，不存在“虚短”现象，式(5.1.1)也就不再成立。
2)理想运放的输入电流等于零
由于理想运放的输入电阻r甜-∞，尽管输入电压u+≠“，仍可认为此时输入电流为零。