运放OPA227为例,来看下他的输入阻抗:
说明:
1GΩ=10^9Ω
1MΩ = 10^6Ω
可见运放的输入阻抗是很大了,如此高的阻抗几乎可以把它当断路看了,可以理解为没有流入运放的电流,虚断应运而生,理所当然。哈哈
以同相比例运算电路为例,虚短就意味着Vp = Vn,可是至于为什么,往下看。
由于运放输入阻抗非常大,所以连接正相输入端的电阻并没有起到分压作用,做输入端阻抗匹配用。
上图它的等效模型如下,A为运放的开环放大倍数,由运放本身集成电路工艺决定;F为反馈系数,由两个反馈电阻分压决定。
其中:Vin = Vp
根据运算放大器的也特性可以知道:
Vout = A* (Vp - Vn) ------------------------------ ①
Vn = F* Vout ------------------------------ ②
整理 ① ②可得
Vp / Vn = (1+AF) / AF
由于运放的开环增益A很大 很大
140dB呀,大致就是 10^7倍 的放大倍数,而在实际设计中,F一般不会小于0.001,因为要达到这样的F值,必须要使用很大的反馈电阻值,这会引起更大的电阻噪声。
所以 (1+AF) ≈ AF
那么就有: Vp / Vn ≈ 1 ,Vp ≈ Vn 虚短就是这么来的。
运放的高输入阻抗而虚断,因为负反馈和极高的开环增益而引起虚短路。