为什么有虚短？从实例电路分析虚短！

在这篇文章中，小编通过实例介绍为什么虚短可以做到同相端和反相端的电压保持一致，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、为什么会有虚短

“虚短”顾名思义，让人觉得好像是短路了一样，他是说运放输入正端和输入负端电位相同，也就是上图中1端口电压和2端口电压相同，而这和两点短路的现象相同，但是他又不是真正的短路，因此给他取了个名字叫“虚短”。

为什么会有“虚短”现象呢?这还得从运算放大器本身说起，由于运放本身放大倍数很大，一般开环电压放大倍数都在10000倍(80dB)以上，如果输入一个1mV的差模电压信号，经过10000倍放大，输出电压在10V左右，而运放的工作电压一般在12V左右(或者更低)，显然如果输入差模信号电压再大一点的话，运放输出电压就可能是一个恒压值，这就失去了用运放放大信号的意义，所以说输入到运放输入端的差模信号一般在1mV以下(接近0V)，1mV本身就是一个很小的电压，所以可以近似认为运放输入正端和输入负端电位相同，也就是“虚短”。

二、虚短如何做到同相端和反相端的电压一样

下面就以下图的电路为例子，看看为什么最终是u+ = u-的?

假设刚开始时，各处电压为0，突然u1瞬间从0变为2.5V，因为uo一开始为0V，根据“虚断”，u-没有电流流入放大器，所以u-为uo在R1和R2上的分压，依然为0V。

当u+瞬间为2.5V后，u-为0V，u+>u-，放大器会朝着电压增大的方向进行放大，即uo电压会开始升高。

当uo增大到1V，u-依然为uo的在R1和R2上的分压，即为0.5V。此时u+=2.5V，u-=0.5V，u+>u-，放大器将电压继续正向放大，因此uo继续增大。

那问题来了，uo增大到多少会停止呢?很容易想到，只要u+>u-，因为我们现在讨论的是理想运放，放大倍数为无穷大，所以uo就会增大(放大器是这样一个装置，它总是将输入电压放大Auo倍，即总满足：Uo=Au*(u+ - u-))。

只有当uo增加到5V时，u-电压为uo在R1和R2的分压正好是2.5V，u-等于u+，此时放大器达到平衡，不再放大，即稳定态就是现在了。

那为什么稳定态一定是u- = u+，u- > u+不行吗?

我们也可以假设下，万一uo一不小心超过了5V，那么u-就会大于2.5V，u-会大于u+，此时放大器会将输出电压反方向放大，也就是减小，最终电压还是会向5V逼近。

因此，不论电路初始状态电压是怎么样的，最终输出都会稳定在5V，而且u+ = u-，因为一旦u+不等于u-，那么在无穷大的放大倍数下，输出必然会变化，最终还是会导致u+ = u-。

总之，对于上面这个负反馈电路，最终的结果就是：u+ = u- 。

如果我们将运放的同相端和反相端颠倒会发生什么呢?

同样的，当输入突变成2.5V，因为uo初始还是0V，那么u+也是0V，此时有u+ < u-，因此，输出要减小，变成负的。当输出减小时，根据分压关系，u+也要减小，也是负的，也就说u+比u-小得更多了，即u+与u-的差值更大了。差值更大，意味着输入信号变大了(运放的输入是u+ - u-，也就是差值)。

由上面可知，“虚短”必须是负反馈，但是还需要个条件。就是放大器需要工作在线性放大区，为什么这么说呢?

以前面的负反馈为例子，当输入2.5V时，输出就是5V了，但是假如供电只有3.3V呢?

显然，输出超不过5V，此时放大器工作在饱和区，顶天了放大器也只能放大到3.3V，因此输出最终达不到5V，那么u-自然也到不了2.5V了，此时u+也就不等于u-了，也就不满足虚短了。

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