运放虚短和虚断

这两个概念并不是物理上真的发生了短路或断路，而是基于运放的理想特性推导出来的“等效状态”。

前置条件：必须是“负反馈”

在讲之前，必须强调一个绝对前提： “虚短”原则只存在于运放工作在线性区（即接了负反馈）的时候。

如果运放是开环工作（做比较器），或者接了正反馈（做触发器），那么“虚短”是不成立的！

一句话解释： 两个输入端的电压相等，就像它们被短路了一样，但其实没连在一起。

即：同相输入端电压 = 反相输入端电压。$$V_+ = V_-$$

这得益于运放的开环增益 ($A_{vo}$) 无穷大。

比喻：想象运放是一个超级灵敏的平衡大师（负反馈机制）。只要 $V_-$ 比 $V_+$ 低那么一丁点，输出端就会疯狂输出高电压，通过反馈电阻把 $V_-$ 拉高，直到 $V_-$ 和 $V_+$ 持平。

从物理本质和控制过程来看，“虚短”其实是一个动态的、暴力的、实时的自我调节过程，是“负反馈”机制强行制造出来的结果

以最经典的反相放大器为例，假设 $V_+$ 接地（0V），$V_-$ 还没接地时：

扰动开始：
- 假设你给输入端来了一个微小的电压，让 $V_-$ 稍微升高了 0.1V（此时 $V_- > V_+$）。
运放察觉：
- 运放内部的差分放大器瞬间察觉到了这个偏差：$V_+ - V_- = -0.1V$。
暴力反应（核心物理过程）：
- 因为运放增益极大（比如 100 万倍），它会想：“该死，反相端竟然高了！我要把输出端狠狠地往下拉！”
- 于是输出端 $V_{out}$ 瞬间输出一个巨大的负电压趋势（试图达到 $-0.1V \times 100万 = -100kV$）。
负反馈生效：
- 但是！输出端通过反馈电阻 $R_f$ 连回了 $V_-$。
- 当输出端 $V_{out}$ 猛烈下降时，它通过电阻 $R_f$ 把 $V_-$ 的电位也死命往下拉。
达到平衡：
- $V_-$ 被拉低了，直到它被拉回到和 $V_+$ 几乎一样的 0V 为止。
- 一旦 $V_-$ 降到 0V，运放觉得“没有偏差了”，就不再继续往下拉输出电压了，系统稳定下来。

物理结论：

“虚短”的本质，是运放利用巨大的输出能量，通过反馈电阻这条“绳子”，强行把 $V_-$ 拽到了和 $V_+$ 一样的水平线上。只要这根绳子（负反馈）还在，运放就会一直实时调整输出，维持这个平衡。

例如下面这张图，假设运放的电源为 5V，如果 Vin 进来 1V，运放就算饱和输出了，也只能输出到 5V。但是通过反馈回路，V- 最多也只能分压达到 0.5V。反过来，要想 V+=V-，那么运放的输出端就不可能刚好输出饱和，否则 V+ 和 V- 就不能相等了

一句话解释：两个输入端没有电流流进去，就像引脚内部断路了一样。

即：运放的输入引脚不吃电流。$$I_+ = 0, \quad I_- = 0$$

例如在分析 V- 处的电压时，可以忽略运放对 V- 的影响

例如下面这张电路图，10M 电阻对于前端的这两个电阻网络来说，加不加它，对于整个电路来说其实没什么影响。那就可以简单认为 10M 这块是一个断路状态

这得益于运放的输入阻抗 ($R_{in}$) 无穷大。

运放的两个输入端就像是电压表的探针，只负责“感知”电压，绝不“消耗”电流。

在分析任何线性运放电路时，可按这个三板斧流程走