運算放大器是模擬電路中十分重要的元件，它能組成放大、加法、減法、轉(zhuǎn)換等各種電路，在電路設(shè)計中應用十分廣泛。那么，如果電路異常，我們應該怎樣排查是否是運算放大器損壞的原因呢？那就是運用運放的“虛短”和“虛斷”來分析電路，然后結(jié)合一些小技巧就可以判斷了。接下來，讓我們先了解一下，什么是“虛短”和“虛斷”。
虛短是指在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，這樣可以將兩個輸入端看作短接在一起，但事實上并沒有短接，稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。
由于運放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80 dB以上。而運放的輸出電壓是有限的，一般在 10 V～14 V。因此運放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當于 “短路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等。
虛斷是指在理想情況下，流入集成運算放大器輸入端的電流為零。這是由于理想運算放大器的輸入電阻無限大，就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上并沒有開路，稱為“虛斷”。
由于運放的差模輸入電阻很大，一般通用型運算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運放輸入端的電流往往不足1uA，遠小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路。
電路異常示例分析
如圖1所示，是常見的反相比例運算放大電路，下面用虛短和虛斷的方法來分析電路。
圖1 反向放大器
在反相放大電路中，信號電壓通過電阻R1加至運放的反相輸入端，輸出電壓Vo通過反饋電阻Rf反饋到運放的反相輸入端，構(gòu)成電壓并聯(lián)負反饋放大電路。
運放的同相端接地等于0V，反相端和同相端虛短，所以也是0V。反相輸入端輸入電阻很高，虛斷，幾乎沒有電流注入和流出，那么R1和Rf相當于是串聯(lián)的，因為流過一個串聯(lián)電路中的每一只組件的電流是相等的，即流過R1的電流和流過Rf的電流相等。
根據(jù)歐姆定律可以得到：
Is= （Vs- V-）/R1 ………a
If= （V- - Vo）/Rf ……b
V- = V+ = 0 ………………c
Is= If ……………………d
求解后可能Vo== （-Rf/R1）*Vi
了解了虛短虛斷的原理后，我們就可以通過它，在實際應用的運放電路中來判斷器件的好壞了。根據(jù)放大器虛短的原理，如果運放線性工作，其同向輸入端和反向輸入端的電壓必然相等，即使有差別也是mv級。當然在某些高輸入阻抗電路中，萬用表的內(nèi)阻會對電壓測試有點影響，但一般不會超過0.2V，如果有0.5V以上的差別，則放大器必壞無疑！
在很多儀器儀表中，都有集成運放作小信號的放大之用，它較其他集成塊和元件易壞，所以能迅速判斷其好壞可以說是修理儀器儀表的一條捷經(jīng)。比較復雜的儀器儀表中的集成塊很多是直接焊接在印刷線路板上，線路板插在插座內(nèi)，各線路板之間的距離也很小，要想直接測量電壓很困難。下面提出一些簡便、實用的判斷集成運放塊的方法。
1、通電一段時間后手摸集成運放塊的溫度，如溫度大于50℃應懷疑其是否損壞。
2、若可能的話，測其直流電流，應在幾毫安以內(nèi)。否則就是損壞。
3、集成運放有單運放和幾個運放組合在一起的，應熟悉它的電源及輸入、輸出腳。這也有一定規(guī)律可找及查找有關(guān)的手冊即可知道。集成運放的輸入腳之間電阻應比較大(一般大于10 M歐)，測量值小時應觀察輸入端有無限值的二極管，否則是損壞無疑。
4、在線測量輸入電壓應比較小。一般0.1 V以下。用手接觸輸入端，電壓應會在輸出端有變化，或用手接觸反饋電阻二端(相當于并聯(lián)一個電阻)，輸出也會相應變化。
