1.4 集成運(yùn)放的等效模型

1.4.1 集成運(yùn)放的實(shí)際等效模型

集成運(yùn)放的實(shí)際等效模型主要用于分析集成運(yùn)放的實(shí)際特性參數(shù)，也用于分析和計算實(shí)際集成運(yùn)放的非理想特性和由此帶來的誤差。如圖1-4-1所示為集成運(yùn)放的實(shí)際等效模型。

在圖1-4-1中，Uos為輸入失調(diào)電壓，可加在集成運(yùn)放的同相端，也可加在反相端；eN為等效輸入噪聲電壓；iN為等效輸入噪聲電流；Zic為共模輸入阻抗；Zid為差模輸入阻抗，它是差模輸入電阻Rid和差模輸入電容Cid的并聯(lián)阻抗；Zo為輸出阻抗，它是共模輸出電阻Roc和共模輸出電容Coc的并聯(lián)阻抗，通常只考慮輸出電阻；Eod為經(jīng)差模放大的輸出電壓；EocM為由共模引起的輸出電壓；IiB+、IiB- 分別為輸入偏流，用兩個恒流源來表示。

通常在頻率不是很高時，差模輸入阻抗和共模輸入阻抗可以忽略容抗的影響。差模輸入電壓，經(jīng)差模放大的輸出電壓為，當(dāng)輸入電壓為直流電壓時，。共模電壓引起的輸出電壓EocM（s）=UcM（s）·AcM（s）。

在實(shí)際應(yīng)用時，可根據(jù)需要分別進(jìn)行直流特性、交流特性、瞬態(tài)特性、噪聲特性等的分析。在計算誤差時，可分別計算每一個或數(shù)幾個特性參數(shù)作用的結(jié)果，而不必把所有的參數(shù)放在一起來分析，否則其分析將是十分煩瑣的。這樣簡化分析的結(jié)果僅僅是忽略了一些高次誤差項，是完全允許的。實(shí)際等效模型中的參數(shù)也可以理解為是變化的參數(shù)，如失調(diào)電壓隨溫度和電源電壓變化而變化，則可以用來分析它們變化所帶來的影響。

1.4.2 理想集成運(yùn)放的等效模型

1.理想集成運(yùn)放的基本條件

理想集成運(yùn)放是指集成運(yùn)放的各項指標(biāo)均為理想特性值。一個理想集成運(yùn)放應(yīng)具備以下基本條件：

①差模電壓增益為無限大，即Aud=∞；

②輸入電阻為無限大，即Rid=∞；

③輸出電阻為零，ro=0；

④共模抑制比為無限大，即CMRR=∞；

⑤轉(zhuǎn)換速率為無限大，即SR=∞；

⑥具有無限寬的頻帶；

⑦失調(diào)電壓、失調(diào)電流及其溫漂均為零；

⑧干擾和噪聲均為零。

2.理想集成運(yùn)放的兩個重要特性

理想集成運(yùn)放有兩個重要特性：虛短和虛斷。

①虛短，即集成運(yùn)放兩輸入端的電位相等，u+=u-。

由于集成運(yùn)放的輸出電壓為有限值，而理想集成運(yùn)放的Auo=∞，則

式中，u+，u-分別為集成運(yùn)放同相端和反相端的電位。從上式看，集成運(yùn)放的兩個輸入端好像是短路，但并不是真正的短路，所以稱為虛短。只有集成運(yùn)放工作于線性狀態(tài)時，才存在虛短。

②虛斷，即集成運(yùn)放兩輸入端的輸入電流為零，i+=i-。

由于集成運(yùn)放的輸入電阻為無窮大，因而流入兩個輸入端的電流為零，即

式中，i+，i-分別為集成運(yùn)放同相端和反相端的輸入電流。從上式看，集成運(yùn)放的兩個輸入端好像是斷路，但并不是真正的斷路，所以稱為虛斷。

3.集成運(yùn)放的理想等效模型

由集成運(yùn)放的理想條件和兩個重要特性可得到集成運(yùn)放的理想等效模型，如圖1-4-2所示。