理想运放的条件及特性

作者:老电工时间:2021年06月05日 11:39

有关理想运放的条件,理想运放的工作状态特性,以及理想运放的非线性特性,假设流入运放输入端的电流为零,假设运放的增益为无穷大,无穷大增益的假设还意味着输入信号必须为零。

一、理想运放条件

第一,假设流入运放输入端的电流为零。这个假设对于FET运放几乎是完全正确的,因为对于FET运放的输入电流在1PA以下。但对于双极高速运放,这个假设不总是正确的,因为双极运放的输入电流有时可以到数十微安[2] 。

第二,假设运放的增益为无穷大。因此,运放可以使输出电压摆动到任意的数值,以满足输入条件。这个假设的意思是说,运放的输出电压可以达到任意值,实际上,当输出电压接近电源电压时,运放便进入饱和。然而,现实世界并没有否定这个假设,只是设了一个限度。

第三,无穷大增益的假设还意味着输入信号必须为零。运放的增益会把输出电压一直驱动到使两个输人端之间的电压(误差电压)为零。两个输入端之间的电压为零。两个输入端之间电压为零的意思是如果一个输人端连接到一个像地这样的硬电压源上,那么另一个输入端也将处于同一电位上。另外,由于流人输入端的电流为零,所以运放的输人阻抗是无穷大。

第四,理想运放的输出阻坑为零。

理想运放可以驱动任何负载,而自己不会因输出阻抗而产生任何电压降。在小电流下,大多数运放的输出阻抗在零点几欧姆的范围,所以,这个假设在大多数情况下是成立的。

二、理想运放的工作状态特性

理想运放的工作状态特性

理想运放线性工作状态特性图

线性特性:

1、工作在线性状态的理想运放两输入端的电压相等,即:vP=vN,这种特性称为“虚短”特性。

2、工作在线性状态的理想运放两输入端的电流都为零,即:iP=iN=0,这种特性称为“虚断”特性。

三、理想运放的非线性特性

集成运放工作于非线性状态时,其输出电压将随差模信号电压的变化快速地转变到另一恒定值,其输出电压vo只有两种可能:当vP>vN时,vo=VOH,当vP高、低电平值VOH、VOL取决于集成运放输出级电路结构和电源供电电路。输出电压恒等于VOH(vP>vN)或VOL(vP[3]。

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