什么是运算放大器虚拟短路（虚拟接地）？

虚拟短路（或简称为“虚短”）是指差分输入放大器（例如，运算放大器）的同相和反相输入端的电压几乎相同的状况。这种情况称为虚拟短路，因为即使差分输入端没有连接在一起，也具有相同的电压。当使用具有高开环增益的差分放大器构成负反馈电路时，就会出现这种情况。
当一侧的输入端如图所示接地（GND）时，有时也称为虚拟接地。
这些概念有助于增益计算。

您可从概念层面理解虚短，具体如下。
典型的差分放大器具有有限的输出电压。运算放大器的输出电压等于其增益乘以两个输入端之间的电压差。如果这两个输入电压之间的差异较大，则高增益电路的输出电压会变得非常大。如果输出电压有限，两个输入端之间的电压差异（虚短）会非常小。

让我们通过简单的计算来考虑这种情况。图1显示了使用运算放大器构成的负反馈放大器（反相放大器）。
假设这就是理想的运算放大器，则下列条件成立：

1. 开环增益（A_V）无穷大。
2. 输入阻抗无穷大。
3. 输出阻抗为零。

由于输入阻抗无穷大，流经R₁（i1）的所有电流都会流经R₂
i₁ (V_i – V₋) / R1 = (V₋ - V_o) / R₂ (1)
通过以下公式计算出运算放大器的输出电压：
V_o = A_V(V₊ - V₋) (2)
根据公式1和公式2，计算出V₊，具体如下：
V₊ = {1 + (R₁ + R₂) / (A_V * R₁)} × V_- - R₂ × V_i / (A_V × R₁) (3)
由于A_V无穷大，我们得出V_＋＝V₋.
因此，负反相输入端（V₋）的电压等于接地同相输入端（V₊）的电压。
V₋输入端的这种情况称为虚短。

使用虚短概念，可轻松计算出此电路的闭环增益。我们可以得出结论，无电流流向V₋输入端，因为V₋电压等于GND并且输入阻抗无穷大。由于i₁＝i₂,
V_i / R₂＝V_o / R₁ (4)
设反相放大器的闭环增益为G（＝Vo/Vi）。故G的计算结果为R₁/R₂。