理想运算放大器(有时简称运放)是一种理想化的电子器件,具有以下主要特点:
无限大的开环增益:
理想运算放大器在开环状态下,输入端的电压差趋近于零,即开环电压放大倍数 $A_{OL}$ 为无限大。
无限大的输入阻抗:
理想运算放大器的输入端具有极高的输入阻抗,输入端流入的电流近于零,几乎不取用信号源电流,这称为“虚断”概念。
零输出阻抗:
理想运算放大器的输出端具有极低的输出阻抗,可以视为一个完美的电压源,无论流至放大器负载的电流如何变化,输出电压恒为一定值。
零输入偏置电流:
理想运算放大器在无外加电源的情况下,输入偏置电流 $I_b$ 为零。
无限宽的带宽:
理想运算放大器的频率响应非常宽,可以视为无限宽。
共模抑制比(CMRR)为无限大:
理想运算放大器对两个输入信号的相同部分(共模信号)具有无限大的抑制能力,只对两个输入信号的差值(差模信号)有反应。
输出电压的饱和极限值等于运放的电源电压:
在输出电压达到电源电压的情况下,运放将不再继续增加输出电压。
内部输入电阻非常高:
一般认为理想运算放大器的内部输入电阻是无限大。
内部输出电阻非常低:
理想运算放大器的内部输出电阻可以认为近似为零。
无限接近甚至超过电源轨的输入电压范围:
理想运算放大器可以处理接近甚至超过其电源电压范围的输入信号。
无穷小的失调电压、偏置电流和失调电流:
理想运算放大器在理想条件下,失调电压、偏置电流和失调电流均为零。
这些特点使得理想运算放大器在电路设计中非常有用,尤其是在需要高增益、高带宽和低噪声的应用中。然而,实际中的运算放大器由于制造工艺的限制,无法完全达到这些理想特性,但它们的设计和性能仍然非常接近这些理想指标。