1.4 集成运放的等效模型

1.4.1 集成运放的实际等效模型

集成运放的实际等效模型主要用于分析集成运放的实际特性参数，也用于分析和计算实际集成运放的非理想特性和由此带来的误差。如图1-4-1所示为集成运放的实际等效模型。

在图1-4-1中，Uos为输入失调电压，可加在集成运放的同相端，也可加在反相端；eN为等效输入噪声电压；iN为等效输入噪声电流；Zic为共模输入阻抗；Zid为差模输入阻抗，它是差模输入电阻Rid和差模输入电容Cid的并联阻抗；Zo为输出阻抗，它是共模输出电阻Roc和共模输出电容Coc的并联阻抗，通常只考虑输出电阻；Eod为经差模放大的输出电压；EocM为由共模引起的输出电压；IiB+、IiB- 分别为输入偏流，用两个恒流源来表示。

通常在频率不是很高时，差模输入阻抗和共模输入阻抗可以忽略容抗的影响。差模输入电压，经差模放大的输出电压为，当输入电压为直流电压时，。共模电压引起的输出电压EocM（s）=UcM（s）·AcM（s）。

在实际应用时，可根据需要分别进行直流特性、交流特性、瞬态特性、噪声特性等的分析。在计算误差时，可分别计算每一个或数几个特性参数作用的结果，而不必把所有的参数放在一起来分析，否则其分析将是十分烦琐的。这样简化分析的结果仅仅是忽略了一些高次误差项，是完全允许的。实际等效模型中的参数也可以理解为是变化的参数，如失调电压随温度和电源电压变化而变化，则可以用来分析它们变化所带来的影响。

1.4.2 理想集成运放的等效模型

1.理想集成运放的基本条件

理想集成运放是指集成运放的各项指标均为理想特性值。一个理想集成运放应具备以下基本条件：

①差模电压增益为无限大，即Aud=∞；

②输入电阻为无限大，即Rid=∞；

③输出电阻为零，ro=0；

④共模抑制比为无限大，即CMRR=∞；

⑤转换速率为无限大，即SR=∞；

⑥具有无限宽的频带；

⑦失调电压、失调电流及其温漂均为零；

⑧干扰和噪声均为零。

2.理想集成运放的两个重要特性

理想集成运放有两个重要特性：虚短和虚断。

①虚短，即集成运放两输入端的电位相等，u+=u-。

由于集成运放的输出电压为有限值，而理想集成运放的Auo=∞，则

式中，u+，u-分别为集成运放同相端和反相端的电位。从上式看，集成运放的两个输入端好像是短路，但并不是真正的短路，所以称为虚短。只有集成运放工作于线性状态时，才存在虚短。

②虚断，即集成运放两输入端的输入电流为零，i+=i-。

由于集成运放的输入电阻为无穷大，因而流入两个输入端的电流为零，即

式中，i+，i-分别为集成运放同相端和反相端的输入电流。从上式看，集成运放的两个输入端好像是断路，但并不是真正的断路，所以称为虚断。

3.集成运放的理想等效模型

由集成运放的理想条件和两个重要特性可得到集成运放的理想等效模型，如图1-4-2所示。