关于运放电路分析和介绍

学习模拟电路，必须掌握的就是运放。运放电路组合起来，千变万化各式各样，在进行运放原理分析时，如果不掌握运放的核心，往往会让人不知所措，不知道从何入手分析。

根据我多年学习模电的经验，运放电路最常用到的特性分析，“虚短”和“虚断”。这两个概念在模电教程上有经常讲到过，在所有运放电路分析中也非常实用。可以在分析运放电路时使用。

（1）虚短，虚短是指运放同相输入端和反相输入端近似看作短路，但实际并没有短接，所以称为“虚短”， “虚短”即运放正负输入端的电压（电位）相等。

（2）虚断，运放输入端的阻抗很大，流入的电流非常小，不足1uA，所以用于计算时可以近似地把运放输入端看作“开路”，所以称之为“虚断”。“虚断”指的是运放正负输入端的电流为零。

分析运放电路的工作原理时，紧扣“虚短”和“虚断”两个概念，再结合电路原理进行计算即可，非常方便，不需要记什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器、差分输入等计算公式。

下面举例进行分析：

（1）反向放大器：

图1是反相放大器，①由“虚短”概念得出V+=V-；②由“虚断”得运放正负输入端电流为0，则I1=I2。

因为V+=0，所以V-=0，那么R1的电流I1=(Vi - V-)/R1

R2的电流I2=(V- -Vout)/R2

由I1=I2得出(Vi - V-)/R1=(V- -Vout)/R2

化简之后为：Vout = (-R2/R1)*Vi，这不就是反相放大器的公式嘛。

（2）同相放大器：

由图2，①根据“虚短”得出Vi=V-；②由“虚断”得运放正负输入端电流为0,即得I1=I2。

I1=（Vi-0）/R2

I2=（Vout- Vi)/R1

所以（Vi-0）/R2=（ Vout- Vi)/R1

化简得Vout=Vi*(R1+R2)/R2。

（3）加法器电路：

图3为反相加法器电路，同理①根据“虚短”得出V+=V-=0；

②由“虚断”得运放正负输入端电流为0，即R3的电流等于R1与R2电流之和，

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

则–Vout/R3= V1/R1+V2/R2，若取电阻R1=R2=R3，则Vout=-（V1+V2）。

（4）差分放大电路（减法电路）：

由图4，同理①根据“虚短”得出V+=V-；②由“虚断”得运放正负输入端电流为0；

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

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

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

化简得Vout =（R2+R4）*R3*V2/[(R1+R4)*R2]-R4*V1/R2；

实际应用时，一般取R1=R2,R3=R4，则输入输出关系变为：Vout=(V2-V1) ×R4/R1，若取R1=R4,则Vout=V2-V1。

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