放大器輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系-KIA MOS管

輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系

對于理想運(yùn)算放大器，其輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系由外部連接的反饋網(wǎng)絡(luò)決定。理想運(yùn)算放大器具有無限大的開環(huán)增益、無限大的輸入阻抗和零輸出阻抗，這使得其輸出電壓能夠達(dá)到所需的任何值，而不受放大器內(nèi)部電壓或電流限制的影響。

在負(fù)反饋配置中，輸出電壓通過反饋電阻分壓到輸入端，以控制放大器的增益和行為。

例如，在一個(gè)非反相放大器配置中，輸出電壓Vout與輸入電壓Vin的關(guān)系可以表示為：Vout = (1 + Rf/Rin) Vin，其中Rf是反饋電阻，Rin是輸入電阻。在反相放大器配置中，關(guān)系則表示為：Vout = -Rf/Rin Vin。

對于共發(fā)射極放大器，輸入電壓和輸出電壓的相位相反，輸出增大。

運(yùn)算放大器

下圖電壓控制電壓源放大器模型中，輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系如以下公式所示。

放大器,輸入電壓,輸出電壓

信號電壓Vs是通過電阻分壓由信號源電阻Rs和運(yùn)算放大器的輸入電阻Ri分壓而得，因此衰減的信號被輸入運(yùn)算放大器。但是，當(dāng)Ri遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Rs(Ri=∞)時(shí)，公式的第1項(xiàng)可視作近似于1、Vs=Vi。

關(guān)于以下第2項(xiàng)，放大了的輸入電壓AvVi被運(yùn)算放大器的輸出電阻Ro和負(fù)載電阻RL分壓輸出。此時(shí)，當(dāng)Ro遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RL(Ro=0)時(shí)，第2項(xiàng)可近似于1，信號可在不衰減的狀態(tài)下輸出。這樣的運(yùn)算放大器被稱為理想運(yùn)算放大器。一般希望運(yùn)算放大器具有高輸入電阻、低輸出電阻，盡量設(shè)計(jì)為接近理想運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)。

放大器,輸入電壓,輸出電壓

運(yùn)算放大器按其放大率放大引腳間的電壓差，因此輸出電壓表示如下。

放大器,輸入電壓,輸出電壓

當(dāng)運(yùn)算放大器的開放增益Av足夠大時(shí)，可視為左邊近似于0、Vs=VOUT。增益較低時(shí)，公式左邊不可近似于0，這樣，輸出電壓會發(fā)生誤差。之所以希望運(yùn)算放大器有高開放增益，是因?yàn)橥ㄟ^該增益可盡量縮小輸出電壓誤差。高開放增益從其他角度來看，意味著應(yīng)盡量減小+輸入引腳和-輸入引腳間的電位差。

即，開放增益越大，VIN+=VIN-的關(guān)系成立的可能性就越大。該+輸入引腳和-輸入引腳的電位基本相等的關(guān)系被稱為虛短、虛斷或虛擬接地。構(gòu)成負(fù)反饋電路使用時(shí)，該關(guān)系成立，可利用虛擬接地的特性設(shè)計(jì)應(yīng)用電路。

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