以賽促學(xué)

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以智賦能

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智創(chuàng)未來助力模擬芯片新時代模擬電子技術(shù)與實踐

3.6

運放的兩個基本概念--

虛短和虛斷主講人：電子信息工程技術(shù)專業(yè)曾佳項目三信號處理電路的分析與制作模擬電子技術(shù)與實踐虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

學(xué)習(xí)引導(dǎo)

理想運放虛短是電路真的短路嗎？虛斷是指電路開路嗎？運放的基本概念

虛短和虛斷

學(xué)習(xí)目標(biāo)虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)

理想運放虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

就像銘記電容的“隔直通交”、電感的“阻交通直”、二極管的“單向?qū)щ姟?、三極管的放大電流一樣，運放有一個明顯的特征就是虛短路、虛斷路。2差分信號輸入(differentialinput)

運放的基本概念

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

虛短路（virtualshort），指當(dāng)運放進行線性放大時，可以認(rèn)為同相輸入端和反相輸入端短路。

運放開環(huán)狀態(tài)（openloop），運放的輸入、輸出信號之間沒有任何關(guān)系。理想運放

開環(huán)狀態(tài)-VEE-VEE+VCC

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

在開環(huán)狀態(tài)下，運放也有增益，被稱為開環(huán)增益（open-loopgain）。開環(huán)增益描述的是輸出信號與兩個輸入信號之差之間的比值，即：

AV（OL）=VOUT/(V+-V-)

運放開環(huán)增益都非常高，105是典型值。假如V+=11mV、V-=10mV，輸出信號的幅度為：理想運放VOUT=(V+-V-)AVOL=(11mV-10mV)*105=100V

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

當(dāng)輸出端將要達(dá)到供電電壓時，就不會再提高，無論運放的開環(huán)增益有多大。兩個輸入端之間小小的1mV之差，就能讓運放的輸出達(dá)到飽和。理想運放

開環(huán)狀態(tài)-VEE-VEE+VCC

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

如果運放是理想的，那么開環(huán)增益為無窮大，所以：AV（OL）=VOUT/(V+-V-)=∞，所以

V+-V-=0，V+=V-。

說明對于理想運放來說可認(rèn)為其兩個輸入端之間短路。由于開環(huán)增益太大了，常把一部分輸出信號反饋回輸入端，形成反饋機制（feedback）。理想運放

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

運放使用負(fù)反饋：反饋組件提取部分輸出信號形成反饋信號Vf，并送回運放的反相輸入端，運放的反相輸入端將反饋信號Vf反相后，再與輸入信號“混合”再放大，就樣就能削弱輸出信號Vout，從而降低電壓增益提高穩(wěn)定性。

理想運放反饋組件VinVfVout+VCC-VEE運故內(nèi)部把斯進行180”相移.從而使之與Vin反相:此岔既可以削弱Vout的同時降低電壓增益。

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)

當(dāng)運放有了反饋組件成了一個閉環(huán)系統(tǒng)（closedloop）。這個閉環(huán)系統(tǒng)的增益就稱為閉環(huán)增益（closed-loopvoltagegain），用Acl來表示。反饋信號的大小受反饋組件參數(shù)的影響，于是可利用反饋組件的參數(shù)實現(xiàn)精確的閉環(huán)增益控制。這樣看來，負(fù)反饋雖然降低了運放的增益，但是它具有提高增益的穩(wěn)定性、減少失真、增加帶寬等優(yōu)點，所以負(fù)反饋在電子學(xué)中特別是運放中有著普遍的應(yīng)用。

理想運放

虛實結(jié)合學(xué)習(xí)指南任務(wù)實施能力拓展預(yù)備知識項目總結(jié)理想運放

虛斷路（virtualopen）指當(dāng)運放進行線性放大時，可以認(rèn)為同相輸入端、反相輸入端都和運放斷開，于是沒有電流流入運放。運放的特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造就了它天生具有很大的輸入阻抗。如LM741A的輸入阻抗達(dá)2MΩ，所以流入運放兩個輸入端的輸入電流極小而常常視運放沒有輸入電流。這樣就好像兩個輸入端與運放“斷開”一樣——這就是所謂的虛斷路。i-=0i+=0

小結(jié)

本次課我們介紹了運放的基本概念虛短和虛斷，是運放工作在線性狀態(tài)時的兩個重要概念。在線性放大電路中運放因為開環(huán)增益過大需要引