关于运放的二三事

1、关于虚短虚断和虚地

运放有两个基本的分类：正相输入、反相输入和差动输入。
（1）正相输入
信号从正相端输入，满足 “虚短、虚断”

虚短：同相端与反向端之间短路
$$U_{-}=U_{+}$$
虚断：两个输入端与放大器之间断路
$$I_{-}=I_{+}=0$$

（2）反相输入
信号从反相端输入，满足 “虚短、虚短、虚地”

虚地：反相输入端的电位近似等于“地”的电位
$$U_{-}=0$$
再结合虚短便有：
$$U_{-}=U_{+}=0$$
同样的虚断：
$$I_{-}=I_{+}=0$$

🚀实际电路设计中的虚短虚断

（1）若是在学模电写题，虚地是一个很好用的工具，但在实际的电路设计中，不要考虑虚地（这一点笔者也还没有搞清楚是为什么）。

（2）虚断是没有条件的；但虚短是有条件的（很多说法都是在深度负反馈的条件下才有虚短，但笔者仿真的时候也发现不尽然，所以就具体电路具体分析叭，但是虚短有条件是对的）。

2、关于输出电流

我曾经遇到这样一个电路，

一开始我是这样计算输出电压的，
信号正相输入，那么由虚短虚断：
$I_{-}=I_{+}=0$
$U_{-}=U_{+}=U_{in}$

则：
$I_1=\frac{V_{DD}-U_{-}}{R_1}=\frac{V_{DD}-U_{in}}{R_1}$
$I_2=I_1-I_{-}=I_1$
$U_o=U_{-}-I_2\times R_2=U_{in}-I_2\times R_2$
$U_{out}=U_o-I_4\times R_3=U_o-(I_2+I_3)\times R_3$

然后我就遇到了一个问题，我不知道I3是多少，然后我就不知道如何解了。

其实最后一个式子的分析我犯了两个错误，先卖个关子，在multisim中搭个电路仿真一下：

（1）由下图中的电压表U6和U7可以看到，Uo=Uout

同时还可以看出I2+I3=I4，其实这就是基尔霍夫电流定律，也称为节点电流定律，电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。但是I4是由I2和I3决定的吗？这得再做一个实验。

（2）由下图可以看到，由于R1不变，I2不变；负载R3变化时，I4会变化，从而引起I3的变化；如果直接不接负载，那么I3由I2决定。所以实际上是，I3是由I2和I4决定的。

所以最后两个式子犯的错误就是：
（1）误以为I4是由I2和I3决定的关系，其实I3是由I2和I4决定的
（2）由于Uout后面并没有接负载，所以I4=0，也即是Uout=Uo

🚀关于运放的输出电流的总结

（1）运放的输出电流不是确定的，与后面接的负载有关
（2）但是输出的电压是确定的

3、还有一个未解决的问题

等解决了再更😏

😏附上multisim测试文件