理想运放顾名思义是将集成运放的各项技术指标理想化。由于实际运放的技术指标比较接近理想运放,因此由理想化带来的误差非常小,在一般的工程计算中可以忽略。
理想运放各项技术指标具体如下:
1.开环差模电压放大倍数Aod = ∞;
2.输入电阻Rid = ∞;输出电阻Rod =0
3.输入偏置电流IB1=IB2=0 ;
4.失调电压UIO、失调电流IIO 、失调电压温漂
、失调电流温漂均为零;
5.共模抑制比CMRR = ∞;;
6.-3dB带宽fH = ∞ ;
7.无内部干扰和噪声。
实际运放的参数达到如下水平即可以按理想运放对待:
电压放大倍数达到104~105倍;输入电阻达到105Ω;输出电阻小于几百欧姆;
外电路中的电流远大于偏置电流;失调电压、失调电流及其温漂很小,造成电路的漂移在允许范围之内,电路的稳定性符合要求即可;输入最小信号时,有一定信噪比,共模抑制比大于等于60dB;带宽符合电路带宽要求即可。
运算放大器中的虚短和虚断含意
理想运放工作在线性区时可以得出二条重要的结论:
虚短
因为理想运放的电压放大倍数很大,而运放工作在线性区,是一个线性放大电路,输出电压不超出线性范围(即有限值),所以,运算放大器同相输入端与反相输入端的电位十分接近相等。在运放供电电压为±15V时,输出的最大值一般在10~13V。所以运放两输入端的电压差,在1mV以下,近似两输入端短路。这一特性称为虚短,显然这不是真正的短路,只是分析电路时在允许误差范围之内的合理近似。
虚断
由于运放的输入电阻一般都在几百千欧以上,流入运放同相输入端和反相输入端中的电流十分微小,比外电路中的电流小几个数量级,流入运放的电流往往可以忽略,这相当运放的输入端开路,这一特性称为虚断。显然,运放的输入端不能真正开路。
运用“虚短”、“虚断”这两个概念,在分析运放线性应用电路时,可以简化应用电路的分析过程。运算放大器构成的运算电路均要求输入与输出之间满足一定的函数关系,因此均可应用这两条结论。如果运放不在线性区工作,也就没有“虚短”、“虚断”的特性。如果测量运放两输入端的电位,达到几毫伏以上,往往该运放不在线性区工作,或者已经损坏。
重要指标
输入失调电压UIO
一个理想的集成运放