運算放大器:理想運放
理想運放
為了讓運放電路容易分析,我們先假裝運放是完美的,就像物理課假設滑輪無摩擦一樣。這個理想化模型剝去現實世界繁雜的限制,讓你看清底層那個優雅的想法,之後再把真實限制加回來。三條簡單的假設幾乎包辦了所有工作。
理想運放具有:無限大的開迴路增益,所以任何有限的輸出都只需要兩輸入間幾乎為零的電壓差;無限大的輸入阻抗,所以完全沒有電流流進任一輸入端;以及零輸出阻抗,所以不論你掛上什麼負載,輸出都維持它被指定的電壓。我們通常也假設頻寬無限、輸入失調為零。真實運放已經夠接近,增益十萬到一百萬以上、輸入阻抗百萬歐姆到兆歐姆、輸出阻抗數十歐姆,因此用理想模型算出的答案,通常與現實只差不到百分之一。
這三條假設配上負回授,就得到兩條黃金法則,讓分析變得幾近不費力。誠實的提醒是:理想只是刻意的簡化,唯有在有負回授、且元件運作在真實極限之內時才成立。開迴路時,或超出頻寬、轉動率、電源軌時,理想模型就會失效,而這些失效正是下一個領域要研究的主題。
無限大的輸入阻抗代表:用 1 MΩ 電阻把 1 V 訊號源接到輸入端時不會抽取電流,於是訊號源完全不被負載,整個 1 V 都到達輸入腳。
每一條理想假設都拿掉一個麻煩,讓優雅的電路數學浮現出來。
理想是簡化、不是現實:它只在有負回授、且在元件真實極限之內時成立。開迴路時或超出頻寬、轉動率、電源軌時就會崩解。
又称
另见