學(xué)過電流的人都知道運放電路,，運放的電壓追隨電路利用虛短、虛斷,，一眼看上去簡單明了，沒有什么太多內(nèi)容需要注意,，那你可能就大錯特錯了,。理解好運放的電壓追隨電路,，對于理解運放同相、反相,、差分,、以及各種各樣的運放的電路，都有很大的幫助,。

    電壓追隨電路分析

    如果我們連接運放的輸出到它的反相輸入端,，然后在同相輸入端施加一個電壓信號，我們會發(fā)現(xiàn)運放的輸出電壓會很好的追隨著輸入電壓,。

    假設(shè)初始狀態(tài)運放的輸入,、輸出電壓都為 0V，然后當(dāng) Vin 從 0V 開始增加的時候,，Vout 也會增加,，而且是往正電壓的方向增加。這是因為假設(shè) Vin 突然增大,，Vout 還沒有響應(yīng)依然是 0V 的時候,，Ve=Vin-Vout 是大于 0 的，所以乘上運放的開環(huán)增益,，Vout=Ve*A,，使得運放的輸出 Vout 開始往正電壓的方向增加。

    當(dāng)隨著 Vout 增加的時候,，輸出電壓被反饋回到反相輸入端,，然后會減小運放兩個輸入端之間的壓差，也就是 Ve 會減小,，在同樣的開環(huán)增益的情況下,，Vout 自然會降低。最終的結(jié)果就是,，無論輸入是多大的輸入電壓(當(dāng)然是在運放的輸入電壓范圍內(nèi)),，運放始終會輸出一個十分接近 Vin 的電壓，但是這個輸出電壓 Vout 是剛好低于 Vin 的,，以保證的運放兩個輸入端之間有足夠的電壓差 Ve,，來維持運放的輸出，也就是 Vout=Ve*A,。

    運放電路中的負(fù)反饋

    然后,，這個電路很快就會達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài)，輸出電壓的幅值會很準(zhǔn)確的維持運放兩個輸入端之間的壓差,，這個壓差 Ve 反過來會產(chǎn)生準(zhǔn)確的運放輸出電壓的幅值。將運放的輸出與運放的反相輸入端連接起來,，這樣的方式被稱為負(fù)反饋,，這是使系統(tǒng)達(dá)到自穩(wěn)定的關(guān)鍵,。這不僅僅適用于運放，同樣適用于任何常見的動態(tài)系統(tǒng),。這種穩(wěn)定使得運放具備工作在線性模式的能力,，而不是僅僅處于飽和的狀態(tài)，全“開”或者全“關(guān)”,，就像它被用于沒有任何負(fù)反饋的比較器一樣,。

    由于運放的增益很高，在運放反相輸入端維持的電壓幾乎與 Vin 相等,。舉例來說,，一個運放的開環(huán)增益為 200 000。如果 Vin 等于 6V,，這時輸出電壓會是 5.999 970 000 149 999V,。這在運放的輸入端產(chǎn)生了足夠的電壓差 Ve=6V-5.999 970 000 149 999V=29.999 85uV，這個電壓會被放大然后在輸出端產(chǎn)生幅值為 5.999 970 000 149 999V 的電壓,，從而這個系統(tǒng)會穩(wěn)定在這里,。正如你所見，29.999 85uV 是一個很小的電壓,，因此對于實際計算來說,，我們可以認(rèn)為由負(fù)反饋維持的運放兩個輸入端之間的壓差 Ve=0V，整個過程如圖 2 所示,。這也就是我們熟悉的“虛短”,，而由于運放的兩個輸入端之間的阻抗是很大的，自然也就有了“虛斷”,。下面的電路具有穩(wěn)定的 1 倍的閉環(huán)增益,，輸出電壓會簡單的追隨輸入電壓。

    使用負(fù)反饋的一個很大的優(yōu)勢是,，我們不用去關(guān)心運放的實際電壓增益,，只要它足夠大就可以。如果運放的電壓增益不是 200 0000 而是 250 000,，這會使得運放的輸出電壓會更接近 Vin 一些,，更小的輸入端之間的電壓差用來產(chǎn)生需要的輸出電壓。在圖 2 示意的電路中,，輸出電壓同樣會等于運放反相輸入端上的輸入電壓,。因此，對于電路設(shè)計工程師來說,，為了實現(xiàn)放大電路的穩(wěn)定的閉環(huán)增益,，運放的開環(huán)增益沒有必要是一個精確的值，負(fù)反饋會使得系統(tǒng)自我調(diào)整,。

    使用負(fù)反饋會改善線性度,、增益穩(wěn)定,、輸出阻抗、增益的精度,，但使用負(fù)反饋同樣也會帶來一個嚴(yán)重的問題,，那就是降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而對于單位增益的電壓追隨電路來說,，這是一種最壞的情況,，尤其是在驅(qū)動容性負(fù)載的情況下，感興趣的同學(xué)可以自己去查閱相關(guān)的資料,。

    關(guān)于運放電路,，很多時候我們都被灌輸反相端追隨同相端，就像前面所說的那樣,，難道就不能同相端追隨反相端嗎?

    對于今天講的電壓追隨電路來說,，只能是反相端追隨同相端。這里因為如果在反相端施加一個正的輸入電壓,，將輸出連接到同相端,，同樣假設(shè)輸出為 0，那 Ve 會是一個負(fù)的電壓,，乘以運放的開環(huán)增益,，那輸出會是一個負(fù)的電壓，返回到運放的同相輸入端,，會進(jìn)一步得到一個絕對值更大的負(fù)電壓差,。很快運放的輸出就會達(dá)到飽和，自然也就無法實現(xiàn)同相端追隨反相端,。

    但對于運放來說,，如果在反相端施加參考電壓，配合其它電子元器件,，如三極管,、MOS 等，使得運放的整體環(huán)路形成負(fù)反饋,，同樣也能使同相端追隨反相端,，而這也自然打破了我們熟悉的運放的反相端追隨同相端的規(guī)律。運放的電壓追隨電路,，”虛短”,、“虛斷”是表面，而負(fù)反饋才是根,?；谶@個根，可以很好的幫助我們?nèi)ダ斫馇ё內(nèi)f化的運放電路。以上就是運放電路的一些知識,，相信能給大家一些啟發(fā),。