浅谈运算放大器的虚短和虚断

首先，先简单介绍一下运算放大器，运算放大器有两个输入端（同相输入端IN+和反相输入端IN-）和一个输出端（OUT）。

运放所接的电源可以是单电源模式V+，也可以是双电源模式V+和V-。

运放的输出端信号OUT大小等于同相输入端IN+和反相输入端IN-的差值乘以运算放大器的开环放大系数C。通常开环运放的放大倍数为数万倍，理想运算放大器的开环放大系数是无穷大的。

例如，同相输入端和反相输入端电压分别为Vin+和Vin-，同相输入端和反相输入端电流分别为Iin+和Iin-，输出电压为Vout。

运放开环传输曲线横坐标为输入差模电压Vin+—Vin-，纵坐标为输出电压Vout。开环传输曲线包括两部分：线性区（红色区域）和饱和区（蓝色区域），这两个区域分别具有各自的特点。

线性区：输出电压Vout随输入差模电压增大而线性增大，但线性区非常窄；

饱和区：输出电压Vout不随输入差模电压变化，为常数，最大不超过供电电压V+和V-。

什么是虚短？

输出电压Vout等于输入差模电压Vin+—Vin-与开环放大系数的乘积。

理想运放的开环放大系数为无穷大，实际也有数万倍，假设放大系数为5万倍，那么输出电压为

假设双电源模式供电电压V+和V-分别为+5V和-5V，那么Vout只能介于-5V和+5V之间，那么输入差模电压Vin+—Vin-的大小介于100微伏之间

电压差值非常小，基本可以忽略不计，此时我们可以认为Vin+与Vin-基本相等，那么运放的同相输入端和反相输入端近似认为处于短路状态，运算放大器的这个特性我们就称为虚短。虚短不是运放的同相输入端和反相输入端真的呈短路状态。

什么是虚断？

下面来了解一下虚断，运算放大器同相输入端和反相输入端的等效电阻为Ri（输入差模电阻），输入差模电阻Ri非常大，通常为兆欧级别。开环状态下，假设同相输入端电压Vin+为5V，反相输入端电压为1V，假设输入差模电阻Ri为8兆欧，那么此时同相输入端电流Iin+和反相输入端的电流Iin-约为0.5微安。

电流值非常小，基本可以忽略不计，此时我们可以认为Iin+与Iin-基本为0，那么运放的同相输入端和反相输入端近似认为处于断路状态，运算放大器的这个特性我们就称为虚断。虚断不是同相输入端和反相输入端真正的断路，而且无论运放工作在线性区还是饱和区，虚断都是存在的

虚短和虚断的概念在分析和设计电路时要灵活运用。