理想化的运算放大器特性介绍

以下各节将解释理想化的特性，并将其与我们在实际运算放大器中观察到的行为进行比较。理想化的运算放大器是一种有用的设计工具，但您还需要培养识别运算放大器理论和运算放大器现实之间的差异在电路的实际性能中发挥重要作用的情况的能力。

无限收益

起初，这个属性听起来非常荒谬。具有无限增益的放大器将把一个很小的输入信号转换成一个无限大的输出信号。对于无限输出电压，您无能为力，而且在任何情况下，输出都不会是无限的——它受电源电压的限制。

在运算放大器的情况下，无限增益会导致电路在每次皮伏噪声产生差异时在正轨或负轨上饱和 伏一世N+VIN+ 和 伏一世N-VIN−。

显然，当单独使用运算放大器时，无限增益并不是很有用。然而，我们几乎总是在负反馈配置中使用运算放大器，在这些情况下，无限增益确实是一个非常有用的假设。

运算放大器的增益通常在 10⁵ 到 10⁶ V/V 范围内。虽然肯定比 ∞ V/V 小得多，但这些增益足够大以确保负反馈电路的实际闭环增益非常接近理论值。

无限共模抑制

之前的视频展示了作为压控电压源 （VCVS） 的运算放大器。该源的控制电压为 （，这意味着完全消除两个输入信号中存在的电压：影响输出幅度的唯一因素是两个输入幅度之间的差异。伏一世N+——伏一世N——）VIN+–VIN–）无限共模抑制是不现实的，因为它需要完美的制造。然而，现实生活中的运算放大器提供的共模抑制能力足以满足典型应用的需求。

零输入电流

我们假设没有电流流入或流出运算放大器的输入端子。表达此假设的另一种方式是运算放大器具有无限输入阻抗。

实际运算放大器的输入阻抗是有限的，但通常足够大以确保可以忽略不计的电流量。运算放大器还具有输入偏置电流，即流经输入端子并使 IC 内部电路能够运行的电流。BJT 运算放大器的输入偏置电流很小，而 MOSFET 运算放大器的输入偏置电流极小；然而，如果电路没有为这些电流提供适当的直流路径，它们将导致严重的问题。

零输出阻抗

VCVS 运算放大器模型没有显示任何与输出端子串联的电阻。这表明理想化的运算放大器具有零输出阻抗。

现实生活中的运算放大器的输出电阻可能在 50 到 200 Ω 范围内，但有效输出电阻会因负反馈而大大降低。在某些情况下，将输出电阻纳入运算放大器电路的仔细分析是合适的。

无限带宽

最后一个理想化的运算放大器特性是最不切实际的。VCVS 模型不包含任何与频率相关的元素，因此，理想化运算放大器的运行不受输入信号频率的影响。换句话说，运算放大器的频率响应将绘制为一条向无限频率延伸的平坦线。

当目标是了解运算放大器操作的最基本方面时，此假设是一个很好的起点，但许多通用运算放大器的带宽实际上相当窄，并且现实生活中的运算放大器频率响应起着突出的作用在许多设计和分析任务中发挥作用。我们将在以后的视频中更彻底地介绍这个重要主题。

概括

理想化的运算放大器展现出各种有助于我们理解和实现运算放大器的特性。

这些特性在现实生活中的运算放大器中不存在，但它们是合理的近似值，通常会导致功能齐全的电路。

理想化的运算放大器具有无限增益、无限共模抑制、零输入电流、零输出阻抗和无限带宽。
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