模擬電路必須掌握的知識(shí)點(diǎn)——運(yùn)算放大器，簡(jiǎn)稱運(yùn)放，運(yùn)放組成的電路千變?nèi)f化，多種多樣，是模擬電路必須掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。進(jìn)行運(yùn)放工作原理分析時(shí)，如果不掌握運(yùn)放的核心，往往會(huì)令人頭疼，不知所措。

下面根據(jù)本人的經(jīng)驗(yàn)，使用運(yùn)放最常用的特性分析運(yùn)放電路——“虛短”和“虛斷”。“虛短”和“虛斷”這兩個(gè)概念在模電教材里都有介紹，在所有運(yùn)放電路分析當(dāng)中都非常實(shí)用，但是要想把它運(yùn)用到爐火純青的地步，需要較深的功底。

（1）虛短，虛短是指運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端近似看作短路，但實(shí)際并沒有短接，所以稱為“虛短”， “虛短”即運(yùn)放正負(fù)輸入端的電壓（電位）相等。

（2）虛斷，運(yùn)放輸入端的阻抗很大，流入的電流非常小，不足1uA，所以用于計(jì)算時(shí)可以近似地把運(yùn)放輸入端看作“開路”，所以稱之為“虛斷”。“虛斷”指的是運(yùn)放正負(fù)輸入端的電流為零。

分析運(yùn)放電路的工作原理時(shí)，緊扣“虛短”和“虛斷”兩個(gè)概念，再結(jié)合電路原理進(jìn)行計(jì)算即可，非常方便，不需要記什么同向放大、反向放大，什么加法器、減法器、差分輸入等計(jì)算公式。

下面舉例進(jìn)行分析：

（1）反向放大器：

圖1是反相放大器，①由“虛短”概念得出V+=V-；②由“虛斷”得運(yùn)放正負(fù)輸入端電流為0，則I1=I2。

因?yàn)閂+=0，所以V-=0，那么R1的電流I1=(Vi - V-)/R1

R2的電流I2=(V- ?-Vout)/R2

由I1=I2得出(Vi - V-)/R1=(V- ?-Vout)/R2

化簡(jiǎn)之后為：Vout = (-R2/R1)*Vi，這不就是反相放大器的公式嘛。

（2）同相放大器：

由圖2，①根據(jù)“虛短”得出Vi=V-；②由“虛斷”得運(yùn)放正負(fù)輸入端電流為0,即得I1=I2。

I1=（Vi-0）/R2

I2=（Vout- Vi)/R1

所以（Vi-0）/R2=（ Vout- Vi)/R1

化簡(jiǎn)得Vout=Vi*(R1+R2)/R2。

（3）加法器電路：

圖3為反相加法器電路，同理①根據(jù)“虛短”得出V+=V-=0；

②由“虛斷”得運(yùn)放正負(fù)輸入端電流為0，即R3的電流等于R1與R2電流之和，

(V- –Vout)/R3=(V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2，由于V+=V-=0，

則–Vout/R3= V1/R1+V2/R2，若取電阻R1=R2=R3，則Vout=-（V1+V2）。

（4）差分放大電路（減法電路）：

由圖4，同理①根據(jù)“虛短”得出V+=V-；②由“虛斷”得運(yùn)放正負(fù)輸入端電流為0；

V+=V2*R3/(R2+R3)

V-= V+= V2*R3/(R2+R3)

由R4和R3電流相等得出(V1 – V-)/R1 = (V- - Vout)/R4

化簡(jiǎn)得Vout =（R2+R4）*R3*V2/[(R1+R4)*R2]-R4*V1/R2；

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般取R1=R2,R3=R4，則輸入輸出關(guān)系變?yōu)椋篤out=(V2-V1) ×R4/R1，若取R1=R4,則Vout=V2-V1。

審核編輯：黃飛

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