Warum nähert sich Vn in einem Operationsverstärker Vp, bis die Differenz Delta V / A ist? Warum ist Vn nicht gleich Vp?

Weil der Operationsverstärker endliche Verstärkung hat. Beachten Sie, dass in Ihrer Gleichung, wenn A unendlich ist, Vp und Vn gleich sind .

Da der Operationsverstärker eine endliche Verstärkung hat, benötigt er einen kleinen Unterschied zwischen Vp und Vn, um ein Ergebnis ungleich Null zu erzeugen. Nehmen wir zum Beispiel an, die Verstärkung des Operationsverstärkers beträgt 100.000 und erzeugt 7 V Ausgang. Das heißt, es muss eine Differenz von (7 V)/100.000 = 70 µV sehen, um diese 7 V auszugeben.

Wir können normalerweise davon ausgehen, dass die beiden Eingänge die gleiche Spannung haben, und einen kleinen Unterschied wie 70 µV ignorieren. Normalerweise überschwemmt die Eingangsoffsetspannung das sowieso. Es macht nicht viel Sinn, eine Differenz von 70 µV zu berücksichtigen, wenn die Eingangsoffsetspannung 2 mV beträgt. Das bedeutet, dass die tatsächliche Spannungsdifferenz zwischen Vp und Vn bis zu 2 mV von dem abweichen kann, was idealerweise sein sollte. Grundsätzlich ist die Eingangsoffsetspannung der Fehler innerhalb des Operationsverstärkers bei der Interpretation der Differenz zwischen seinen Eingängen. In diesem Beispiel beträgt der zusätzliche Offset von 70 µV, um den Operationsverstärker dazu zu bringen, seine tatsächliche Ausgabe zu erzeugen, ohnehin nur 3,5 % der Mehrdeutigkeit in der Differenz zwischen den Eingängen.

Es ist so ziemlich per Definition. Der Ausgang ist die differenzielle Eingangsspannung mal der Verstärkung (A). Daher ist die differentielle Eingangsspannung die Ausgangsspannung dividiert durch die Verstärkung.

Die Rückkopplung treibt den negativen Eingang aufgrund der sehr großen Verstärkung sehr nahe an den positiven Eingang, also wieder Vin = Vout/A. Wenn A wie bei einem idealen Operationsverstärker unendlich ist, gibt es keinen Unterschied zwischen den beiden Eingängen. (Oder man könnte sagen, die Eingangsspannung ist verschwindend klein.)

In einem nicht idealen Verstärker treibt die Rückkopplung die Eingangsspannung auf einen Wert, der gerade groß genug ist, um Vout = A*Vin zu erfüllen.