虚短和虚断分析基本运放电路及用法
运放虚短虚断内部电路解读
运放虚短虚断内部电路解读运放虚短虚断内部电路解读在电子领域中，运放（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的集成电路元件，广泛应用于模拟信号处理、放大、滤波、比较等领域。
其中，虚短和虚断是指运放内部电路中的两种重要的概念，对于理解运放的工作原理和性能具有至关重要的作用。
1. 虚短概念解读虚短是指运放的两个输入端（非反相输入端和反相输入端）之间的电压差非常接近于零的现象。
在理想情况下，运放的非反相输入端和反相输入端之间的电压差为零，即虚短。
虚短的概念是基于运放内部的负反馈机制，通过负反馈可以使运放的输入电压差尽可能接近于零，从而减小了运放的各种非线性失真和温度漂移等影响。
2. 虚断概念解读虚断是指运放的输出端与负电源端之间的电压差非常接近于负电源电压的现象。
在理想情况下，运放的输出端与负电源端之间的电压差等于负电源电压，即虚断。
虚断的概念同样是基于运放内部的负反馈机制，通过负反馈可以使运放的输出电压尽可能接近于负电源电压，从而增大了运放的动态范围和输出电压摆幅。
3. 运放内部电路解读运放内部含有多个晶体管、电容器、电阻器等元件，其中包括差分输入级、输入级、中间级、输出级等子电路。
这些子电路共同构成了运放的工作原理和性能。
在虚短和虚断的作用下，运放内部的各个子电路能够协同工作，实现了高增益、低失真、宽带宽、高共模抑制比等优秀的性能。
4. 个人观点和理解在实际电路设计中，虚短和虚断是重要的设计考虑因素，合理利用和理解虚短和虚断的概念能够帮助工程师设计出性能优越的电路。
深入理解运放内部的电路结构和工作原理，不仅可以提高设计的准确性和稳定性，还能够为解决实际电路中的问题提供更多的思路和方法。
通过以上对虚短虚断内部电路的解读，相信读者对运放的工作原理和性能有了更深入的理解。
在实际应用中，理解虚短和虚断的概念，对于提高电路设计的精度和可靠性具有重要的意义。
希望本文能够为读者提供一些有益的参考和帮助。
运算放大器的虚短和虚断讲解
运算放大器的虚短和虚断讲解运算放大器是一种用于放大电压信号的电子设备。
在实际应用中，有时会出现虚短和虚断的问题，这会对运算放大器的工作产生影响。
本文将分别对虚短和虚断进行讲解。
一、虚短虚短是指运算放大器输入端之间存在较低的电阻，导致输入电压之间发生短路。
虚短可能会导致以下问题：1.输入电流不稳定：当输入端发生虚短时，输入电流会受到虚短处电压的影响，导致输入电流的大小不稳定。
这会使得运算放大器的输出电压不可预测，进而影响系统的整体性能。
2.功率消耗增加：虚短会导致输入电流的增加，从而增加运算放大器内部的功率消耗。
这会导致设备发热问题，并可能降低设备的寿命。
3.电压失真：虚短会导致输入电压之间发生短路，进而影响运算放大器的增益特性。
这会导致输出电压的失真，使得信号无法得到准确放大。
为解决虚短问题，可以采取以下措施：1.增加输入电阻：通过增加运算放大器的输入电阻，可以有效降低输入端之间的电流流动，从而减小虚短的影响。
常用的方法是使用差分输入结构的运算放大器，差分输入结构具有较高的输入电阻。
2.提供电流源：在虚短的输入端引入电流源，可以使输入电流保持稳定。
电流源可以是一个恒流源或者电压源和电阻组成的电流源。
3.使用隔离器件：在输入端之间引入隔离器件，可以有效隔离输入端之间的电流流动，从而减小虚短的影响。
常用的隔离器件有电流隔离器和光耦隔离器等。
二、虚断虚断是指运算放大器输入端之间存在较高的电阻，导致输入电压之间无法建立有效的电连接。
虚断可能会导致以下问题：1.输入信号丢失：当输入端发生虚断时，输入信号无法正常传输到运算放大器内部，导致无法实现信号放大。
这会使得系统无法正常工作。
2.增益降低：虚断会导致输入端之间的电压差增大，从而使得运算放大器的增益降低。
这会导致输出信号的放大效果不理想，无法满足系统的需求。
3.噪声干扰增加：虚断会使得输入端之间的电阻增大，从而增加输入端的热噪声。
这会导致系统的信噪比下降，影响系统的性能。
虚短和虚断概念剖解及应用实例
虚短和虚断概念剖解及应用实例
虚短、虚断是模拟电路中理想集成运放的两个重要概念。
虚短指在理想情况下，两个输入端的电位相等，就好像两个输入端短接在一起，但事实上并没有短接，称为虚短。
虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。
虚断指在理想情况下，流入集成运算放大器输入端电流为零。
这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大，就好像运放两个输入端之间开路。
但事实上并没有开路，称为虚断。
应用举例：
图一：运放的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流I1 = （Vi - V-）/R1 a 流过R2的电流I2 = （V- - V out）/R2 b V- = V+ = 0 c I1 = I2 d 求解上面的初中代数方程得V out = （-R2/R1）*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
图二：Vi与V-虚短，则Vi = V- a 因为虚断，反向输入端没有电流输入输出，通过R1和R2 的电流相等，设此电流为I，由欧姆定律得：I = V out/（R1+R2）b Vi等于R2上的分压，即：Vi = I*R2 c 由abc式得V out=Vi*（R1+R2）/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。
利用“虚短”与“虚断”分析运算放大器电路
利⽤“虚短”与“虚断”分析运算放⼤器电路模拟电路中，运算放⼤器电路占半壁江⼭，由运算放⼤器组成五花⼋门的各种电路。
⼀般在模拟课的课堂上，⼤多数同学习惯记住公式，但是把电路稍微变换下，就不知所措了。
究其原因，是没有抓住运算放⼤器的精髓。
以放⼤器AD623芯⽚为例，⼿把⼿带领同学们分析运算放⼤器电路，并且在本⽂最后，布置了⼀道作业题，最先答对的同学获得ADI专属定制⼩⽶螺丝⼑套装，另抽取2位获得ADI专属定制⼩⽶圆珠笔。
图1已知电路如上图，根据以上电路，求其输⼊电阻和⽐例系数。
先检测⾃⼰是否会做？这个电路是典型的运算放⼤器电路，相信⼤家不陌⽣。
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放⼤器电压传输特性在解析答案之前，我们必须要先搞清楚两个概念“虚短”和“虚断”，这就需要从运算放⼤器的电压传输特性说起。
如下图2（a）所⽰，运算放⼤器有两个输⼊端，⼀个输出端，其中“+”表⽰同相输⼊端，“-”表⽰反相输⼊端。
这⾥的“同相”和“反相”是相对于输出端⽽⾔的。
即“+”端输⼊信号极性与输出端相同，“-”端输⼊信号极性与输出端相反。
图2集成运放的符号和电压传输特性再看电压传输特性，如图2（b）所⽰，输出电压uo是同相输⼊端与反相输⼊端之间电位差（uP-uN）的函数。
从图中可以看出，运放⼯作区域可以分为放⼤区和饱和区。
在线性区内，斜率即运放的放⼤倍数。
在饱和区，输出电压只有+Uomax和-Uomax两种可能。
在没有引⼊反馈的情况下，运放的电压放⼤倍数称为差模开环放⼤倍数Aod，通常Aod很⼤。
在实际使⽤中，运放⼀般⼯作在线性区，输⼊电压（uP-uN）与输出电压uo的关系可表⽰为：综上所述，运放电压传输特性⽤数学⽅式可表达为：模电课本上讲过，“虚短”和“虚断”是分析运放运算电路的基本出发点。
很多同学对“虚短”、“虚断”概念理解的不是很透彻，从⽽在分析运算电路的时候感到⽆从下⼿。
虚短和虚断的详细解释
电路基础知识 -- 虚短和虚断遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念虚短：由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
虚短得出正负输入端等电位的结论。
虚断：由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
虚断得出电流不流入流出放大器输入端，而外端电流相等的结论。
在分析运放电路工作原理时，首先请暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。
模电中关于运放的“虚短”和“虚断”是怎么一回事？怎么去运用？
模电中关于运放的“虚短”和“虚断”是怎么一回事？怎么去运用？学过模电的朋友我想对运算放大器（下称运放）并不会感到陌生吧，提起运放可能也就不自觉的想起了运放的“虚短”和“虚断”性质，那么“虚短”和“虚断”说的是怎么一回事？为什么会有这个性质呢？怎么运用这个性质去分析一下简单的电路？今天就简单给大家说一下。
“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”。
“虚断”相对于“虚短”理解起来就容易多了，他是说电流流向运放输入端几乎为零，在上图中体现在I1等于I2，这是由于运放输入差模电阻很大，理想运放可近似看为无穷大，如果输入差模电阻是无穷大也就是开路了，所以并没有电流流入，实际运放虽说不是无穷大，但是这个值很大，一般都在1MΩ以上，因此流向运放输入端电流很小（可以反推，如果电流为1mA，就会产生很高的输入差模电压，显然运放不能正常工作了），因此可以近似看为断路，并不是真正的断路，也就是“虚断”。
理论上是这样，但是怎么运用呢？这次以一个模电中非常常见的电路（加法器）为例来说一下这个“虚短”和“虚断”怎么用。
原理图见上图，“虚短”说的是V+和V-相等，由于V+直接接地，故V+电压为0V，因此V-电压也是0V，知道V-的电压，就很容易求得电流I1和I2，再根据运放的“虚断”，由于流向运放输入端电流几乎为0，因此I3=I1+I2。
运放的虚短虚断
虚断，虚短分析运放电路虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。
虚短用来的出电压相等，虚短用来得出无电流流经。
1）反向放大器：图1图一运放的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流：I1 = (Vi - V-)/R1 ………a流过R2的电流：I2 = (V- - Vout)/R2 ……bV- = V+ = 0 ………………cI1 = I2 ……………………d求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
采用虚短和虚断方法解析经典运放电路I1
用虚断和虚短方法解析经典运放电路1虚短和虚断的概念1.1虚短“虚短”是指在理想情况下，集成运算放大器的两个输入端的电位相等，就好像输入端短接在一起，但事实上并没有短接，称为“虚短”。
虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。
引入深度负反馈也是集成运放工作在线性区的必要条件。
仅是一种假设，便于对基本运放电路进行解析。
1.2虚断“虚断”是指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端的电流为零，这是由于理想运算放大器的输入电阻无穷大，就好像运放两个输入端开路，但事实上并没有开路，称为“虚断”。
仅是一种假设，便于对基本运放电路进行解析。
2基本运放电路分析下面，我们就十种基本电路，采用“虚短”和“虚断”（其实，这种概念在我们上大学电工电子课程的时候，老师也详细讲解过，我只是在这里进行了简单的整理，希望能帮到大家）的方法进行全面解析。
2.1 反向放大器反向放大器基本电路原理，见图2.1-1。
由图2.1-1可得公式如下：① 流过R1的电流：I1 = (Vi - V-)/R1；② 流过R2的电流：I2 = (V- - Vout)/R2；图2.1-1 反向放大器基本电路原理③ 根据虚短原理：V- = V+ = 0；④ 根据虚断原理：I1 = I2。
根据①②③④，可得出反向放大器的输入输出关系式：Vout = (-R2/R1)*Vi原理解析：1）根据虚短原理，反向端V- = 同向端V+；同时，原理图中运放的同向端V+接地=0V，所以反向端V-也是0V；2）根据虚断原理，反向端V-和同向端V+断路，致使反向输入端输入电阻很高，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流I1和流过R2的电流I2是相同的，即I1= I2。
2.2 同向放大器同向放大器基本电路原理，见图2.2-1。
由图2.2-1可得公式如下：① 流过R1的电流：I = Vout/(R1+ R2)；② 流过R2的电流：I = V-/R2；图2.2-1 同向放大器基本电路原理③ 根据虚短原理：V- = Vi。
运放虚短虚断内部电路解读
运放虚短虚断内部电路解读
（最新版）
目录
1.运放虚短虚断概念介绍
2.运放虚短虚断的内部电路原理
3.运放虚短虚断的实际应用案例
4.总结
正文
一、运放虚短虚断概念介绍
运放虚短虚断，是指在分析运算放大器电路时，假设运算放大器的两个输入端电压相等，即虚短；输出端与负反馈电阻相等，即虚断。
这一假设有助于简化运算放大器电路的分析过程，但实际运行中，运放并非完美的虚短虚断，存在一定误差。
二、运放虚短虚断的内部电路原理
1.运放输入级电路
运放的输入级电路主要由差分对组成，当输入电压接近相等时，差分对输出电压接近零，从而实现虚短。
然而，实际运行中，差分对并非完美的匹配，存在一定的输入偏差电流，导致虚短存在一定误差。
2.运放输出级电路
运放的输出级电路主要由共源放大器和共射放大器组成。
共源放大器提供负反馈电阻，共射放大器提供输出电压。
在理想情况下，输出电压与负反馈电阻相等，实现虚断。
然而，实际运行中，共源放大器与共射放大器的增益存在一定误差，导致虚断也存在一定误差。
三、运放虚短虚断的实际应用案例
在实际电路设计中，虚短虚断概念可以简化运算放大器电路的分析过程。
例如，在设计运算放大器的反馈网络时，可以先假设虚短虚断，计算出反馈电阻的理论值，再根据实际运放的性能参数进行调整，从而得到实际的反馈电阻值。
四、总结
虽然运放虚短虚断存在一定误差，但在大多数情况下，这一假设可以简化运算放大器电路的分析与设计。
运用虚短虚断轻松搞定运算放大器~~绝招
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技术的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=（1+Rf）Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
运放虚短虚断内部电路解读
运放虚短虚断内部电路解读
摘要：
1.运放简介
2.运放的虚短和虚断概念
3.运放虚短虚断的内部电路原理
4.运放虚短虚断的应用实例
5.总结
正文：
一、运放简介
运放，全称为运算放大器，是一种模拟电子电路，具有高增益、差分输入、零点漂移小、输入阻抗高等特点。
在实际应用中，运放被广泛应用于信号放大、滤波、模拟计算等领域。
二、运放的虚短和虚断概念
1.虚短：运放的两个输入端在理想情况下电压相等，称为虚短。
即在理想状态下，运放的两个输入端的电压差为零。
2.虚断：运放的两个输入端之间没有直接的电流流动，称为虚断。
即在理想状态下，运放的两个输入端之间没有电流流过。
三、运放虚短虚断的内部电路原理
运放虚短虚断的内部电路原理主要依赖于运放的差分对结构。
运放内部包含两个差分对，分别是非反相输入端和反相输入端。
这两个差分对在工作过程中会产生一定的电压差和电流，使得运放的两个输入端达到虚短和虚断的状
态。
四、运放虚短虚断的应用实例
1.电压跟随器：利用运放的虚短特性，可以将输入端的电压放大并传递到输出端，实现电压跟随功能。
2.比较器：利用运放的虚断特性，当两个输入端的电压差超过一定范围时，输出端会产生相应的电流，实现比较功能。
3.滤波器：利用运放的虚短和虚断特性，可以设计出各种滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
五、总结
运放的虚短虚断特性是运放在电路设计中发挥重要作用的基础。
电路基础原理运算放大器的虚短与虚断
电路基础原理运算放大器的虚短与虚断电路基础原理中，运算放大器起着至关重要的作用。
它是一种电子放大器，用于放大和处理电压信号。
在运算放大器的运作过程中，有两个概念非常重要，那就是虚短和虚断。
虚短是指在运算放大器中，输入端的差模电压为零时，输出端也接近于零。
简单来说，虚短指的是差模模式下输入阻抗极大，近似等于无穷大，而共模模式下输入阻抗很小，近似等于零。
虚短的存在使得运算放大器可以进行差模信号的放大，并对共模信号进行抑制。
虚断则是指在运算放大器中，输出电压为零时，输入电压也接近于零。
虚断可以看作是虚短的逆过程。
虚断存在的好处是可以实现输出电阻的减小，提高运算放大器的驱动能力和抗干扰能力。
虚短和虚断在运算放大器中被广泛应用。
通过合理地设计运算放大器的电路结构，可以实现理想的虚短和虚断效果。
在实际应用中，我们可以通过不同的电阻、电容和晶体管等元件的组合，来构建出具有理想虚短和虚断特性的运算放大器。
虚短和虚断的应用使得运算放大器能够在电路中起到重要的放大和处理信号的作用。
它不仅能够进行信号的差分放大和滤波，还可以实现反馈控制和比较运算等功能。
在实际电路设计中，运算放大器被广泛应用于模拟电路、信号处理、调制解调、传感器信号放大和微电子系统等领域。
虽然虚短和虚断在运算放大器的设计过程中起着重要作用，但是在实际应用中也会遇到一些问题。
比如，在高频频率下，电容和电感元件的存在会导致虚短和虚断无法完全实现，从而影响运算放大器的性能。
此外，温度的变化也会对虚短和虚断产生一定的影响，因此在工程设计中需要考虑温度补偿和稳定性等因素。
在总结中，虚短和虚断作为电路基础原理中重要的概念，对于运算放大器的设计和应用起着关键的作用。
它们能够实现差模信号的放大和共模信号的抑制，提高运算放大器的性能和稳定性。
虽然虚短和虚断在实际应用中可能会面临一些挑战，但是通过合理的电路设计和参数选择，可以最大程度地发挥运算放大器的优势，满足不同应用场景的需求。
【物联网小技巧】如何用虚短虚断来排查导致电路异常的原因？
【物联网小技巧】如何用虚短虚断来排查导致电路异常的原因？运算放大器是模拟电路中十分重要的元件，它能组成放大、加法、减法、转换等各种电路，在电路设计中应用十分广泛。
那么，如果电路异常，我们应该怎样排查是否是运算放大器损坏的原因呢？那就是运用运放的“虚短”和“虚断”来分析电路，然后结合一些小技巧就可以判断了。
接下来，让我们先了解一下，什么是“虚短”和“虚断”。
虚短虚短是指在理想情况下，两个输入端的电位相等，这样可以将两个输入端看作短接在一起，但事实上并没有短接，称为“虚短”。
虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。
由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
虚断虚断是指在理想情况下，流入集成运算放大器输入端的电流为零。
这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大，就好像运放两个输入端之间开路。
但事实上并没有开路，称为“虚断”。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
示例分析如图1所示，是常见的反相比例运算放大电路，下面用虚短和虚断的方法来分析电路。
图 1 反向放大器在反相放大电路中，信号电压通过电阻R1加至运放的反相输入端，输出电压Vo通过反馈电阻Rf反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路。
运放的同相端接地等于0V，反相端和同相端虚短，所以也是0V。
反相输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和Rf相当于是串联的，因为流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相等的，即流过R1的电流和流过Rf的电流相等。
教大家做运放电路分析：如何用好“虚短”“虚断”两大工具？
教大家做运放电路分析：如何用好“虚短”“虚断”两大工具？学习模拟电路，必须掌握的就是运放。
运放电路组合起来，千变万化各式各样，在进行运放原理分析时，如果不掌握运放的核心，往往会让人不知所措，不知道从何入手分析。
根据我多年学习模电的经验，运放电路最常用到的特性分析，“虚短”和“虚断”。
这两个概念在模电教程上有经常讲到过，在所有运放电路分析中也非常实用。
可以在分析运放电路时使用。
（1）虚短，虚短是指运放同相输入端和反相输入端近似看作短路，但实际并没有短接，所以称为“虚短”，“虚短”即运放正负输入端的电压（电位）相等。
（2）虚断，运放输入端的阻抗很大，流入的电流非常小，不足1uA，所以用于计算时可以近似地把运放输入端看作“开路”，所以称之为“虚断”。
“虚断”指的是运放正负输入端的电流为零。
分析运放电路的工作原理时，紧扣“虚短”和“虚断”两个概念，再结合电路原理进行计算即可，非常方便，不需要记什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器、差分输入等计算公式。
下面举例进行分析：（1）反向放大器：图1是反相放大器，①由“虚短”概念得出V+=V-；②由“虚断”得运放正负输入端电流为0，则I1=I2。
因为V+=0，所以V-=0，那么R1的电流I1=(Vi - V-)/R1R2的电流I2=(V- -Vout)/R2由I1=I2得出(Vi - V-)/R1=(V- -Vout)/R2化简之后为：Vout = (-R2/R1)*Vi，这不就是反相放大器的公式嘛。
（2）同相放大器：由图2，①根据“虚短”得出Vi=V-；②由“虚断”得运放正负输入端电流为0,即得I1=I2。
I1=（Vi-0）/R2I2=（Vout- Vi)/R1所以（Vi-0）/R2=（ Vout- Vi)/R1化简得Vout=Vi*(R1+R2)/R2。
（3）加法器电路：图3为反相加法器电路，同理①根据“虚短”得出V+=V-=0；②由“虚断”得运放正负输入端电流为0，即R3的电流等于R1与R2电流之和，(V- –Vout)/R3=(V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2，由于V+=V-=0，则–Vout/R3= V1/R1+V2/R2，若取电阻R1=R2=R3，则Vout=-（V1+V2）。
理想运算放大器“虚短”和“虚断”概念分析
理想运算放大器“虚短”和“虚断”概念分析 理想运算放大器具有虚短和虚断的特性，这两个特性对分析线性运放电路十分有用。
为了保证线性运用，运放必须在闭环状态下以负反馈工作(如果没有负反馈，开环放大下的运放成为一个比较器)。
因此要判断器件的好坏，首先应分清楚运放在电路中是做放大器用还是做比较器用。
不论是何类型的放大器，都有一个反馈电阻Rf，可从电路上检查这个反馈电阻，用万用表检查输出端和反向输入端之间的阻值，如果大的离谱，如几MΩ以上，则大概可以肯定运放是做比较器用，如果此阻值较小(0Ω至几十kΩ)，则再查查看有无电阻接在输出端和反向输入端之间，有的话肯定是做放大器用。
根据放大器虚短的原理，如果运放线性工作，其同向输入端和反向输入端电压必然相等，即使有差别也是mv级。
当然在某些高输入阻抗电路中，万用表的内阻会对电压测试有点影响，但一般不会超过0.2V，如果有0.5V以上的差别，则放大器必坏无疑! 如果运放做比较器用，则允许同向输入端和反向输入端电压不等：当同向电压>反向电压，则输出电压接近正向最大值;当同向电压运算放大器的好坏了。
在很多仪器仪表中，都有集成运放作小信号的放大之用，它较其他集成块和元件易坏，所以能迅速判断其好坏可以说是修理仪器仪表的一条捷经。
比较复杂的仪器仪表中的集成块很多是直接焊接在印刷线路板上，线路板插在插座内，各线路板之间的距离也很小，要想直接测量电压很困难。
下面提出一些简便、实用的判断集成运放块的方法。
1、通电一段时间后手摸集成运放块的温度，如温度大于50℃应怀疑其是否损坏。
2、若可能的话，测其直流电流，应在几毫安以内。
否则就是损坏。
3、集成运放有单运放和几个运放组合在一起的，应熟悉它的电源及输入、输出脚。
这也有一定规律可找及查找有关的手册即可知道。
集成运放的输入脚之间电阻应比较大(一般大于10 M欧)，测量值小时应观察输入端有无限值的二极管，否则是损坏无疑。
运放的“虚短”、“虚断”和“虚地”
运放的“虚短”、“虚断”和“虚地”“虚短”、“虚断”和“虚地”三个概念主要用于分析（理想）集成运放器的工作状态。
⑴虚短：集成运放的线性应用时，可近似地认为uN－uP＝0，uN＝uP时，即反相与同相输入端之间相当于短路，故称虚假短路，简称“虚短”。
⑵虚断：当两个输入端的输入电流为零，即iN－iP＝0时，可认为反相与同相输入端之间相当于断路，称为虚假断路，简称“虚断”。
⑶虚地：在反相输入时，由于同相输入端（经电阻）接地，根据“虚短”概念，反相输入端电位也为零，可认为反相输入端N虚假接地，所以，称反相输入端为“虚地”。
运放“虚短” 的实现有两个条件：1 ) 运放的开环增益A要足够大；2 ) 要有负反馈电路。
先谈第一点，我们知道，运放的输出电压Vo等于正相输入端电压与反相输入端电压之差Vid乘以运放的开环增益A。
即Vo = Vid * A = (VI+ - VI-) * A ( 1 )由于在实际中运放的输出电压不会超过电源电压，是一个有限的值。
在这种情况下，如果A 很大，(VI+ - VI-)就必然很小；如果(VI+ - VI-)小到某程度，那么我们实际上可以将其看作0，这个时候就会有VI+ = VI-，即运放的同相输入端的电压与反相输入端的电压相等，好象连在一起一样，这我们称为“虚短路” 。
注意它们并未真正连在一起，而且它们之间还有电阻，这一点一定要牢记。
在上面的讨论中，我们是怎样得到“虚短” 的结果的呢？我们的出发点是公式 ( 1 ) ，它是运放的特性，是没有问题的，我们可以放心。
然后，我们作了两个重要的假设，一个是运放的输出电压大小有限，这没有问题，运放输出当然不会超过电源，因此这个假设绝对成立，所以以后我们就不提了。
第二个是说运放开环增益A很大。
普通运放的A通常都达10**6，10**7甚至更高，这个假设一般没问题，但不要忘记，运放的实际开环增益还与其工作状态有关，离开了线性区，A就不一定大了，所以，这第二个假设是有条件的，我们也先记住这一点。
运放中虚断和虚短不完全讲解-设计应用
运放中虚断和虚短不完全讲解-设计应用
1.概念
：理解成短路，运放处于线性状态时，把两输入端视为等电位，即运放正输入端和负输入端的电压相等;
：理解成断路，运放处于线性状态时，把两输入端视为开路，即流入正负输入端的电流为零;
总结一句话：用来得到电压相等;用来得到电流为0。
2.使用条件
运放的开环增益足够到，即放大倍数要大;
存在负反馈电路;
运放的输出Vo=G×Vi，在实际电路中Vo受到供电电压的影响是一个有限的值，放大倍数G如果足够大，那么输入Vi就要足够小，就导致流入运放的电流几乎为0，也就是虚断;“存在负反馈电路”这个地方，有的书上会写成“深度负反馈”，其实这是为了强调运放处于“线性状态”。
3.使用方法
看下面一张运算电路图：
利用虚短，可知V+=V-=0;
利用虚断，可知流入运放的电流为0，假设流过R1的电流为I1，流过R2的电流为I2，流过R3的电流为I3，那么I1+I2=I3;
带入I1+I2=I3得：
如果R1=R2=R3，那么-Vout=V1+V2,这就是所谓的加法运算电路，其负号可以通过再接反向电路消除。
再次总结：虚短用来得到电压相等;虚断用来得到电流为0。
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虚短和虚断分析基本运放电路及用法运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
战无不胜的两板斧，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。
好了，让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”，开始“庖丁解牛”了。
1)反向放大器：图一运放的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流：I1 = (Vi - V-)/R1 ………a流过R2的电流：I2 = (V- - Vout)/R2 ……bV- = V+ = 0 ………………cI1 = I2 ……………………d求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
2)同向放大器：图二中Vi与V-虚短，则 Vi = V- ……a因为虚断，反向输入端没有电流输入输出，通过R1和R2 的电流相等，设此电流为I，由欧姆定律得： I = Vout/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压，即：Vi = I*R2 ……c由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。
3)加法器1：图三中，由虚短知： V- = V+ = 0 ……a由虚断及基尔霍夫定律知，通过R2与R1的电流之和等于通过R3的电流，故 (V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = (V-–Vout)/R3 ……b 代入a式，b式变为V1/R1+ V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3，则上式变为-Vout=V1+V2，这就是传说中的加法器了。
4)加法器2：请看图四。
因为虚断，运放同向端没有电流流过，则流过R1和R2的电流相等，同理流过R4和R3的电流也相等。
故 (V1 – V+)/R1 = (V+ - V2)/R2 ……a(Vout – V-)/R3 =V-/R4 ……b由虚短知： V+ = V- ……c 如果R1=R2，R3=R4，则由以上式子可以推导出 V+ = (V1 + V2)/2 V- = Vout/2 故 Vout = V1 +V2 也是一个加法器，呵呵!5)减法器图五由虚断知，通过R1的电流等于通过R2的电流，同理通过R4的电流等于R3的电流，故有 (V2– V+)/R1 = V+/R2 ……a(V1 – V-)/R4 = (V- - Vout)/R3 ……b如果R1=R2，则V+ = V2/2 ……c如果R3=R4，则V- = (Vout + V1)/2 ……d由虚短知 V+ = V- ……e所以 Vout=V2-V1 这就是传说中的减法器了。
6)积分电路：图六电路中，由虚短知，反向输入端的电压与同向端相等，由虚断知，通过R1的电流与通过C1的电流相等。
通过R1的电流 i=V1/R1通过C1的电流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt所以 Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt 输出电压与输入电压对时间的积分成正比,这就是传说中的积分电路了。
若V1为恒定电压U，则上式变换为Vout = -U*t/(R1*C1) t 是时间，则Vout输出电压是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。
7)微分电路：图七中由虚断知，通过电容C1和电阻R2的电流是相等的，由虚短知，运放同向端与反向端电压是相等的。
则： Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt这是一个微分电路。
如果V1是一个突然加入的直流电压，则输出Vout对应一个方向与V1相反的脉冲。
8)差分放大电路由虚短知 Vx = V1 ……aVy = V2 ……b由虚断知，运放输入端没有电流流过，则R1、R2、R3可视为串联，通过每一个电阻的电流是相同的，电流I=(Vx-Vy)/R2 ……c 则： Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3) = (Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2 ……d由虚断知，流过R6与流过R7的电流相等,若R6=R7，则Vw = Vo2/2……e同理若R4=R5，则Vout –Vu = Vu –Vo1，故Vu = (Vout+Vo1)/2 ……f由虚短知，Vu = Vw ……g由efg得 Vout = Vo2 – Vo1 ……h由dh得 Vout = (Vy –Vx)(R1+R2+R3)/R2上式中(R1+R2+R3)/R2是定值，此值确定了差值(Vy–Vx)的放大倍数。
这个电路就是传说中的差分放大电路了。
9)电流检测：分析一个大家接触得较多的电路。
很多控制器接受来自各种检测仪表的0~20mA或4~20mA电流，电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号，图九就是这样一个典型电路。
如图4~20mA电流流过采样100Ω电阻R1，在R1上会产生0.4~2V的电压差。
由虚断知，运放输入端没有电流流过，则流过R3和R5的电流相等，流过R2和R4的电流相等。
故：(V2-Vy)/R3 = Vy/R5 ……a(V1-Vx)/R2 = (Vx-Vout)/R4 ……b由虚短知： Vx = Vy ……c电流从0~20mA变化，则V1 = V2 + (0.4~2) ……d由cd式代入b式得(V2 +(0.4~2)-Vy)/R2 = (Vy-Vout)/R4 ……e 如果R3=R2，R4=R5，则由e-a得Vout = -(0.4~2)R4/R2 ……f图九中R4/R2=22k/10k=2.2，则f式Vout = -(0.88~4.4)V，即是说，将4~20mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V电压，此电压可以送ADC去处理。
注：若将图九电流反接既得 Vout = +(0.88~4.4)V，10)电压电流转换检测：电流可以转换成电压，电压也可以转换成电流。
图十就是这样一个电路。
上图的负反馈没有通过电阻直接反馈，而是串联了三极管Q1的发射结，大家可不要以为是一个比较器就是了。
只要是放大电路，虚短虚断的规律仍然是符合的!由虚断知，运放输入端没有电流流过，则 (Vi – V1)/R2 = (V1 – V4)/R6 ……a同理 (V3 – V2)/R5 = V2/R4 ……b由虚短知 V1 =V2 ……c如果R2=R6，R4=R5，则由abc式得V3-V4=Vi上式说明R7两端的电压和输入电压Vi相等，则通过R7的电流I=Vi/R7，如果负载RL<<100KΩ，则通过Rl和通过R7的电流基本相同。
11)传感器检测：来一个复杂的，呵呵!图十一是一个三线制PT100前置放大电路。
PT100传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线，接法如图所示。
有2V的电压加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。
Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用，静态分析时可不予理会，Z1、Z2、Z3可视为短路，D11、D12、D83及各电容可视为开路。
由电阻分压知， V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……a由虚短知，U8B第6、7脚电压和第5脚电压相等 V4=V3 ……b由虚断知，U8A第2脚没有电流流过，则流过R18和R19上的电流相等。
(V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……c由虚断知，U8A第3脚没有电流流过， V1=V7 ……d 在桥电路中R15和Z1、PT100及线电阻串联，PT100与线电阻串联分得的电压通过电阻R17加至U8A的第3脚， V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) …..e由虚短知，U8A第3脚和第2脚电压相等， V1=V2 ……f由abcdef得，(V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2 化简得V5=(102.2*V7-100V3)/2.2 即V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) –200/11 ……g上式输出电压V5是Rx的函数我们再看线电阻的影响。
Pt100最下端线电阻上产生的电压降经过中间的线电阻、Z2、R22，加至U8C的第10脚，由虚断知，V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) ……a(V6-V10)/R25=V10/R26 ……b由虚短知， V10=V5 ……c由式abc得 V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] ……h由式gh组成的方程组知，如果测出V5、V6的值，就可算出Rx及R0，知道Rx，查pt100分度表就知道温度的大小了。