虛短虛斷的使用條件

　　虛斷的存在是無條件的，因為這是由它的內部結構決定的，電流進不去。（當然是理想狀態）

　　虛短的存在是有條件的，這個條件是“運放要處于放大狀態”，要滿足這個條件只有兩種狀態：

　　1、在開環電路中，輸入兩端的電壓差非常小，不會讓運放飽和；

　　2、在閉環的深度反饋電路中。

　　虛地只是虛短的一種特例。

　　什么情況下運放才能用虛短和虛斷的概念

　　運放“虛短” 的實現有兩個條件：

　　1 ） 運放的開環增益A要足夠大；

　　2 ） 要有負反饋電路。

　　先談第一點，我們知道，運放的輸出電壓Vo等于正相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差Vid乘以運放的開環增益A。即

　　Vo = Vid * A = （VI+ - VI-） * A （ 1 ）

　　由于在實際中運放的輸出電壓不會超過電源電壓，是一個有限的值。在這種情況下，如果A 很大，（VI+ - VI-）就必然很小；如果（VI+ - VI-）小到某程度，那么我們實際上可以將其看作0，這個時候就會有VI+ = VI-，即運放的同相輸入端的電壓與反相輸入端的電壓相等，好象連在一起一樣，這我們稱為“虛短路” 。注意它們并未真正連在一起，而且它們之間還有電阻，這一點一定要牢記。

　　在上面的討論中，我們是怎樣得到“虛短” 的結果的呢？

　　我們的出發點是公式，它是運放的特性，是沒有問題的，我們可以放心。然后，我們作了兩個重要的假設，一個是運放的輸出電壓大小有限，這沒有問題，運放輸出當然不會超過電源，因此這個假設絕對成立，所以以后我們就不提了。第二個是說運放開環增益A很大。普通運放的A通常都達10**6，10**7甚至更高，這個假設一般沒問題，但不要忘記，運放的實際開環增益還與其工作狀態有關，離開了線性區，A就不一定大了，所以，這第二個假設是有條件的，我們也先記住這一點。

　　因此我們知道，當運放的開環增益A很大時，運放可以有“虛短” 。但這只是可能性，不是自動就實現的，隨便拿一個運放說它的兩個輸入端是“虛短” 沒有人會相信。“虛短” 要在特定的電路中才能實現。

　　請先看圖1的電路，如果我們將反相輸入端IN-的電平固定，比如在0V，在同相輸入端IN+加一個固定電壓V1，并取V1 = 1mV，設運放的A = 10**6。這樣，按照公式（ 1 ） ，運放的輸出電壓Vo應該為

　　Vo = A * （ V1 – 0 ）

　　= 1000000 * 1 /1000

　　= 1000 （V）

　　顯然，Vo 到不了1000V，它上升不到VCC運放就飽和了，A也不再是1000000了，上面的計算完全不成立，輸出電壓停止在比VCC略小的數值上。

　　這種是沒有負反饋的情況，比較器就工作在這種情況，“虛短” 在這里不存在，兩個輸入段之間的電壓差是1mV。

　　如果我們加上負反饋電路，如圖2所示，即將輸出電壓Vo的一部分反送到運放的反相輸入端。初始時V1 = 0，Vo = 0，反相輸入端的電壓也是0。然后我們同樣將V1調為1mV，在V1調高這一瞬間，（VI+ - VI-） = 1mV，運放受到這樣一個正輸入電壓，其輸出電壓馬上上升。由于有負反饋，VI- = Vo * R1 / （R1 + Rf） 也跟著上升，從而使得（VI+ - VI-）變小，這一小，Vo上升就變慢。最后，當Vo上升到一個值，使得VI- = VI+ = V1，即（VI+ - VI-） = 0，這時Vo就不動了，而運放的兩個輸入端就處于“虛短” 狀態。可以看出，“虛短” 所以得以實現是由于有負反饋使VI- 逼近VI+的緣故。

　　所以“虛短” 存在的條件是：

　　1 ） 運放的開環增益A要足夠大；

　　2 ） 要有負反饋電路。

　　明白了“虛短” 得條件后我們就很容易判斷什么時候能什么時候不能用“虛短” 作電路分析了。

　　在實際上，條件（ 1 ） 對絕大多數運放都是成立的，關鍵要看工作區域。如果是書上的電路，通過計算判斷；如果是實際電路，用儀器量運放輸出電壓是否合理即可知道。

　　與“虛短” 相關的還有一種情況叫“虛地” ，就是有一個輸入端接地時的“虛短” ，不是新情況。

　　有些書上說要深度負反饋條件下才能用“虛短” ，我覺得這不準確，我認為這樣說的潛思考是，在深度負反饋的情況下運放更可能工作在線性區。但這不是絕對的，輸入信號太大時，深度負反饋的運放照樣進入飽和。所以，應該以輸出電壓值判斷最可靠。

　　也就是說“增益很大的運放工作在線性區”才滿足“虛短”條件，滿足條件的有兩種電路狀態：

　　1，開環狀態中，輸入兩端間的電壓很小。

　　2，閉環的深度負反饋電路。

　　注：集成運放引入的負反饋通常可以認為是深度負反饋（因為增益A很大，反饋系數F很小。即AF1）