运算放大器的输入和输出阻抗是多少？

我从不了解运算放大器的输入和输出阻抗。如果有人能在运算放大器中解释这两个术语的含义，我将不胜感激。谢谢！

http://www.eecs.tufts.edu/~dsculley/tutorial/opamps/opamps5.html

简短的答案：输入阻抗为“高”（理想情况下是无限大）。输出阻抗为“低”（理想情况下为零）。但这意味着什么，为什么有用呢？

阻抗是电压和电流之间的关系。它是电阻（与频率无关，电阻器）和电抗（与频率相关，电感器和电容器）的组合。为了简化讨论，我们假设所有阻抗都是纯电阻性的，因此阻抗=电阻。

您已经知道电阻通过欧姆定律与电压和电流相关：

或许

也就是说，一欧姆意味着每伏特，您得到一个安培。我们知道，如果我们有一个的电阻，并且有一个的电流，那么电压必须为。$100\Omega$$1A$$100V$

“输入”和“输出”阻抗的概念几乎相同，只是我们只关心电压和电流的相对变化。那是：

如果我们谈论的是运算放大器的输入阻抗，那么我们谈论的是电压升高时将流过多少电流（电压降低时将流过多少电流）。所以说，输入到运算放大器是，并测量你从信号源来开发该电压为所需的电流。然后，你改变了源，使得出现在运算放大器，并且电流现在。然后可以将运算放大器的输入阻抗计算为：$1V$$1\mu A$$3V$$2\mu A$

通常，非常希望运放的输入阻抗很高，因为这意味着从源极产生电压所需的电流很小。也就是说，运算放大器看起来与开路没有太大区别，因为开路的阻抗是无限的，所以开路不需要电流来产生电压。

输出阻抗是一回事，但是现在我们要讨论的是电源的视在电压随着提供更多电流而需要改变多少。您可能已经观察到，负载下的电池电压低于未负载下的相同电池。这是作用中的源阻抗。

假设您将运算放大器设置为输出5V，并且在开路^1下测量电压。电流将为（因为电路断开），而您测量的电压将为5V。现在，您将电阻连接到输出，这样运算放大器的输出电流为。您测量该电阻两端的电压，发现该电压为。然后，可以将运算放大器的输出阻抗计算为：$0A$$50mA$$4.99V$

您会注意到，我更改了结果的符号。后来为什么会有意义。这种低源阻抗意味着运算放大器可以提供（或吸收）大量电流，而电压不会发生太大变化。

这里有一些观察。运算放大器的输入阻抗看起来像是负载阻抗，无论向其提供信号的能力如何。运算放大器的输出阻抗看起来就像源阻抗，等于接收到运算放大器信号的任何信号。

驱动负载阻抗相对较低的负载的源被称为重负载，并且电压信号将需要高电流。在源阻抗低的程度上，源将能够提供该电流而不会出现电压下垂。

如果要最大程度地降低电压下垂，则源阻抗应远小于负载阻抗。这称为阻抗桥接。这是很常见的事情，因为我们通常将信号表示为电压，并且我们希望将这些电压不变地从一个阶段转移到下一个阶段。高负载阻抗还意味着不会有太多电流，这也意味着功耗会降低。

理想的运算放大器具有无限的输入阻抗和零输出阻抗，因为很容易使输入阻抗较低（并联一个电阻）或使源阻抗较高（串联一个电阻）。走另一条路不是那么容易。您需要可以放大的东西。运算放大器作为电压跟随器是将高电源阻抗转换为低电源阻抗的一种方法。

最后，塞文宁定理说，我们可以将几乎任何线性电网转换成电压源和电阻器：

实际上，“源阻抗”在这里可以定义为Thévenin等效电阻。它也适用于负载。但是，除非您已经知道Thévenin定理，否则这不是一件有用的事情。然而，了解了源阻抗和负载阻抗之后，塞文宁定理意味着您可以计算线性网络的阻抗，而无需考虑复杂性。$R_{th}$

^{1：实际上是不可能的，因为必须将电压表的两根引线都连接到电路上，从而完成电路！但是，您的电压表具有很高的阻抗，因此它足够接近开路，我们可以认为是这样。}

首先，区分运算放大器的输入和输出阻抗与运算放大器电路的输入和输出阻抗非常重要。

理想的运算放大器具有无限的输入阻抗。这意味着没有电流流入或流出反相和同相输入端子

理想的运算放大器的输出阻抗为零。这意味着输出电压与输出电流无关。

实际的物理运算放大器仅接近此理想值，并且具有非常大的输入阻抗和非常低的输出阻抗。

当运算放大器是诸如放大器，滤波器等电路的一部分时，电路的输入阻抗通常将与运算放大器本身的输入阻抗不同。

在链路上的电路中，输入直接连接到同相输入，因此（有效）输入阻抗是无限的。

此外，输出直接连接到运算放大器输出，因此输出阻抗为（大约）零。