一文解析模电的虚断和虚短的概念
什么是虚短和虚断
虚短是指于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80db以上。而运放的输出电压是有限的，一般在10v～14v。因此运放的差模输入电压不足1mv，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。虚短得出正负输入端等电位的结论。
虚断是由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1mω以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1ua，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。虚断得出电流不流入流出放大器输入端，而外端电流相等的结论。
虚短特点 差模输入电阻rid=∞；开环差模电压增益aud=∞；
输出电阻ro=0；带宽fh=∞；共模抑制比kcmr=∞。
集成运放工作在线性区的必要条件是引入深度负反馈。
理想运放工作在线性区特点：
uo=aud（u+—u-），
由aud=∞=〉（u+—u-）=uo/aud=0
u+=u-，即虚短。
由rid=∞，两个输入端均没有电流，
i+=i-=0，即虚断。
虚短和虚断使用条件 虚断的存在是无条件的，因为这是由它的内部结构决定的，电流进不去。（当然是理想状态）虚短的存在是有条件的，这个条件是“运放要处于放大状态”，要满足这个条件只有两种状态：
1、在开环电路中，输入两端的电压差非常小，不会让运放饱和；
2、在闭环的深度反馈电路中。
用虚短和虚断分析运放电路 如图，是常见的反相比例运算放大电路，下面用虚短和虚断的方法来分析电路。
在反相放大电路中，信号电压通过电阻r1加至运放的反相输入端，输出电压vo通过反馈电阻rf反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路。
运放的同相端接地=0v，反相端和同相端虚短，所以也是0v，反相输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么r1和rf相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过r1的电流和流过rf的电流是相同的。
根据欧姆定律：
is= （vs- v-）/r1 ………a
if= （v- - vo）/rf ……b
v- = v+ = 0 ………………c
is= if ……………………d
求解后可能vo== （-rf/r1）*vi
在分析电路的过程中，暂时不用管运放的其他特性，就根据虚短和虚断的特性来分析。当然，若运放不工作在放大区时，不满足虚短和虚断发条件，不能使用此种方法来分析。如比较器。
如下图，是运放实现的加法器，用虚短和虚断的方法来分析此电路。
由于电路存在虚短，运放的净输入电压vi=0，反相端为虚地。
vi=0，vn=0…………………………………………a
反相端输入电流ii=0的概念，通过r2与r1的电流之和等于通过rf的电流故 （vs1 – v-）/r1 + （vs2 – v-）/r2 = （v- –vo）/rf…………b.
如果取r1=r2=r3，由a，b两式解得-vout=vs1+vs2.
式中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号。
虚短是运放正输入端和负输入端的电压相等，近似短路；虚断是流入正负输入端的电流为0。只要 掌握了这一点，在运用欧姆定律，即可很容易的分析同相比例放大电路，反向比例放大电路等常用的运放放大电路。
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虚短特点 差模输入电阻rid=∞；开环差模电压增益aud=∞；
输出电阻ro=0；带宽fh=∞；共模抑制比kcmr=∞。
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理想运放工作在线性区特点：
uo=aud（u+—u-），
由aud=∞=〉（u+—u-）=uo/aud=0
u+=u-，即虚短。
由rid=∞，两个输入端均没有电流，
i+=i-=0，即虚断。
虚短和虚断使用条件 虚断的存在是无条件的，因为这是由它的内部结构决定的，电流进不去。（当然是理想状态）虚短的存在是有条件的，这个条件是“运放要处于放大状态”，要满足这个条件只有两种状态：
1、在开环电路中，输入两端的电压差非常小，不会让运放饱和；
2、在闭环的深度反馈电路中。
用虚短和虚断分析运放电路 如图，是常见的反相比例运算放大电路，下面用虚短和虚断的方法来分析电路。
在反相放大电路中，信号电压通过电阻r1加至运放的反相输入端，输出电压vo通过反馈电阻rf反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路。
运放的同相端接地=0v，反相端和同相端虚短，所以也是0v，反相输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么r1和rf相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过r1的电流和流过rf的电流是相同的。
根据欧姆定律：
is= （vs- v-）/r1 ………a
if= （v- - vo）/rf ……b
v- = v+ = 0 ………………c
is= if ……………………d
求解后可能vo== （-rf/r1）*vi
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如下图，是运放实现的加法器，用虚短和虚断的方法来分析此电路。
由于电路存在虚短，运放的净输入电压vi=0，反相端为虚地。
vi=0，vn=0…………………………………………a
反相端输入电流ii=0的概念，通过r2与r1的电流之和等于通过rf的电流故 （vs1 – v-）/r1 + （vs2 – v-）/r2 = （v- –vo）/rf…………b.
如果取r1=r2=r3，由a，b两式解得-vout=vs1+vs2.
式中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号。
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