電路--虛短和虛斷(模電)

1.模電

(1) 虛短 由于運放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80dB以上。

而運放的輸出電壓是有限的，一般在10 V~14 V。因此，運放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當于“短路”。

開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等。 虛短是指在分析運算放大器處于線性狀態(tài)時，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡稱虛短。

顯然不能將兩輸入端真正短路。 （2） 虛斷 由于運放的差模輸入電阻很大，一般通用型運算放大器的輸入電阻都在1 MW以上。

因此，流入運放輸入端的電流往往不足1 mA，遠小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路。

“虛斷”是指在分析運放處于線性狀態(tài)時，可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性稱為虛假開路，簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。

2.虛短和虛斷怎么理解

虛短、虛斷是模擬電路中理想集成運放的兩個重要概念。

【虛短】

虛短指在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實上并沒有短接，稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。

【虛斷】

虛斷指在理想情況下，流入集成運算放大器輸入端電流為零。這是由于理想運算放大器的輸入電阻無限大，就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上并沒有開路，稱為“虛斷”。

運放“虛短” 的實現(xiàn)有兩個條件：

1 ） 運放的開環(huán)增益A要足夠大；

2 ） 要有負反饋電路。

先談第一點，我們知道，運放的輸出電壓Vo等于正相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差Vid乘以運放的開環(huán)增益A。即

Vo = Vid * A = (VI+ - VI-) * A ( 1 )

由于在實際中運放的輸出電壓不會超過電源電壓，是一個有限的值。在這種情況下，如果A 很大，（VI+ - VI-）就必然很??；如果（VI+ - VI-）小到某程度，那么我們實際上可以將其看作0，這個時候就會有VI+ = VI-，即運放的同相輸入端的電壓與反相輸入端的電壓相等，好象連在一起一樣，這我們稱為“虛短路” 。注意它們并未真正連在一起，而且它們之間還有電阻，這一點一定要牢記。

在上面的討論中，我們是怎樣得到“虛短” 的結果的呢？

我們的出發(fā)點是公式 （ 1 ） ，它是運放的特性，是沒有問題的，我們可以放心。然后，我們作了兩個重要的假設，一個是運放的輸出電壓大小有限，這沒有問題，運放輸出當然不會超過電源，因此這個假設絕對成立，所以以后我們就不提了。第二個是說運放開環(huán)增益A很大。普通運放的A通常都達10**6,10**7甚至更高，這個假設一般沒問題，但不要忘記，運放的實際開環(huán)增益還與其工作狀態(tài)有關，離開了線性區(qū)，A就不一定大了，所以，這第二個假設是有條件的，我們也先記住這一點。

因此我們知道，當運放的開環(huán)增益A很大時，運放可以有“虛短” 。但這只是可能性，不是自動就實現(xiàn)的，隨便拿一個運放說它的兩個輸入端是“虛短” 沒有人會相信?！疤摱獭?要在特定的電路中才能實現(xiàn)。

請先看圖1的電路，如果我們將反相輸入端IN-的電平固定，比如在0V，在同相輸入端IN+加一個固定電壓V1，并取V1 = 1mV，設運放的A = 10**6。這樣，按照公式（ 1 ） ，運放的輸出電壓Vo應該為

Vo = A * ( V1 – 0 )

= 1000000 * 1 /1000

= 1000 (V)

顯然，Vo 到不了1000V，它上升不到VCC運放就飽和了，A也不再是1000000了，上面的計算完全不成立，輸出電壓停止在比VCC略小的數(shù)值上。

這種是沒有負反饋的情況，比較器就工作在這種情況，“虛短” 在這里不存在，兩個輸入段之間的電壓差是1mV。

如果我們加上負反饋電路，如圖2所示，即將輸出電壓Vo的一部分反送到運放的反相輸入端。初始時V1 = 0,Vo = 0，反相輸入端的電壓也是0。然后我們同樣將V1調為1mV，在V1調高這一瞬間，（VI+ - VI-） = 1mV，運放受到這樣一個正輸入電壓，其輸出電壓馬上上升。由于有負反饋，VI- = Vo * R1 / (R1 + Rf) 也跟著上升，從而使得（VI+ - VI-）變小，這一小，Vo上升就變慢。最后，當Vo上升到一個值，使得VI- = VI+ = V1，即（VI+ - VI-） = 0，這時Vo就不動了，而運放的兩個輸入端就處于“虛短” 狀態(tài)?？梢钥闯觯疤摱獭?所以得以實現(xiàn)是由于有負反饋使VI- 逼近VI+的緣故。

所以“虛短” 存在的條件是：

1 ） 運放的開環(huán)增益A要足夠大；

2 ） 要有負反饋電路。

明白了“虛短” 得條件后我們就很容易判斷什么時候能什么時候不能用“虛短” 作電路分析了。

在實際上，條件（ 1 ） 對絕大多數(shù)運放都是成立的，關鍵要看工作區(qū)域。如果是書上的電路，通過計算判斷；如果是實際電路，用儀器量運放輸出電壓是否合理即可知道。

與“虛短” 相關的還有一種情況叫“虛地” ，就是有一個輸入端接地時的“虛短” ，不是新情況。

有些書上說要深度負反饋條件下才能用“虛短” ，我覺得這不準確，我認為這樣說的潛思考是，在深度負反饋的情況下運放更可能工作在線性區(qū)。但這不是絕對的，輸入信號太大時，深度負反饋的運放照樣進入飽和。所以，應該以輸出電壓值判斷最可靠。

3.虛短虛斷怎么判斷電路分析中什么時候可以

虛短、虛斷的概念是把實際運放視為理想運放得出的結論，應用的條件是深度負反饋放大電路。

1、輸入端不吸收能量，輸入電流為零，虛斷成立。

2、，輸入電壓 U(in+) ≈ U(in-) ，虛短成立。

3、特例 ——虛地： 同相端 U(in+) = 0V，則 U(in-) = 0V 。

分析運放構成的放大電路，虛短、虛斷是切入點，應用《電路分析基礎》課程中的定律、定理，列出電路參數(shù)方程，再化簡，求出輸入信號與輸出信號的關系。

4.虛短和虛斷怎么理解

虛短、虛斷是模擬電路中理想集成運放的兩個重要概念。

虛斷指在理想情況下，流入集成運算放大器輸入端電流為零。是虛假開路的簡稱。

虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。 集成運放的線性應用時，可近似地認為uN-uP=0,uN=uP時，即反相與同相輸入端之間相當于短路，故稱虛假短路，簡稱“虛短”。

“虛短”是指在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實上并沒有短接，稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋，同時放大器開環(huán)增益A足夠大。

當兩個輸入端的輸入電流為零，即iN=iP=0時，可認為反相與同相輸入端之間相當于斷路，稱為虛假斷路，簡稱“虛斷”。 擴展資料 在反相放大電路中，信號電壓通過電阻R1加至運放的反相輸入端，輸出電壓vo通過反饋電阻Rf反饋到運放的反相輸入端，構成電壓并聯(lián)負反饋放大電路。

運放的同相端接地=0V，反相端和同相端虛短，所以也是0V，反相輸入端輸入電阻很高，虛斷，幾乎沒有電流注入和流出，那么R1和Rf相當于是串聯(lián)的，流過一個串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相同的，即流過R1的電流和流過Rf的電流是相同的。 參考資料來源：百度百科—虛短 百度百科—虛斷。

5.運放電路里面的虛短虛斷有什么區(qū)別

“虛短”是指由于運放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80 dB以上。而運放的輸出電壓是有限的，一般在 10 V~14 V。因此運放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當于 “短路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等。但并不是真的短路。

“虛斷”由于運放的差模輸入電阻很大，一般通用型運算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運放輸入端的電流往往不足1uA，遠小于輸入端外電路的電流。故 通?？砂堰\放的兩輸入端視為開路，相當于“斷路”且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路。 但并不是真的斷路。