理想运算放大器模型

出处:维库电子市场网时间:2024-03-25

  该模型描述了一种没有任何寄生现象的理想运算放大器。当然不可能构建出具有理想特性的运算放大器,但只能接近它。理想的运算放大器模型包括理想化先前在演示部分介绍的主要特性:无限开环增益(A OL =+∞)无限输入阻抗(Z in =+∞)零输出阻抗(Z out =0)无限带宽 (B=+∞)零失调电压(V off =0)这组理想化的特性凸显了一个事实:理想的运算放大器不会干扰放大的信号。理想的运算放大器通常用三角形内的符号“ ∞ ”表示。一个非常重要的特性是,在开环配置中,理想运算放大器的输出只能采用两个值,称为饱和电压(V sat )。如果差分输入 V in为正(反之为负),则输出为 +V sat(反之为 -V sat)。

  图 7:V out =f(V in ) 开环理想运算放大器的特性  |的价值 V坐| 略低于电源V S的。在下面的小节中,我们将看到理想运算放大器可以采用两种不同的模式,具体取决于应用反馈的输入。饱和模式在此模式下,反馈应用于运算放大器的非反相输入 (+)。这意味着输出电压的任何增加都会增加差分输入。这种配置也称为比较器,如图 8所示:

  图 8:饱和模式下的理想运算放大器(正反馈)  线性模式相反,如果将反馈应用于运算放大器的反相输入 (-),则放大器的功能将完全不同。

  图 9:线性模式下的理想运算放大器(负反馈)  在此配置中,输出电压的任何增加都趋向于减小差分输入,因此也趋向于将差分输入保持接近于零。输入和输出电压之间的关系由公式 2给出:

  eq 2:图 7中所示运算放大器的传递函数  因此,在具有负反馈的闭环配置中,根据等式 2,特性 V out =f(V in ) 是线性的,直到 -V sat和 +V sat出现稳定状态。

  图 10:V out =f(V in ) 闭环理想运算放大器的特性
  
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