如图1所示，运算放大器的电压跟随电路利用了虚拟短路和虚拟断路。乍一看简单明了，没有太多讲究。那你可能就大错特错了。了解运算放大器的电压跟随电路，对理解同相、反相、差分以及各种运算放大器电路有很大的帮助。
图1运算放大器电压跟随电路
电压跟随电路分析
如果我们将运算放大器的输出连接到其反相输入，然后向同相输入施加一个电压信号，我们会发现运算放大器的输出电压会很好地跟随输入电压。
假设运算放大器在初始状态下的输入输出电压为0V，那么当Vin从0V开始增加时，Vout也会增加，而且是向正电压方向增加。这是因为，假设Vin突然增大，Vout在响应前还是0V，Ve=Vin-Vout大于0，那么乘以运算放大器的开环增益，Vout=Ve*A，使得运算放大器的输出Vout开始向正电压方向增大。
当Vout增大时，输出电压反馈到反相输入端，那么运算放大器的两个输入端之间的电压差就会减小，也就是Ve会减小。在开环增益相同的情况下，Vout自然会降低。最终的结果是，无论输入电压有多大(当然是在运放的输入电压范围内)，运放总会输出一个非常接近Vin的电压，但这个输出电压Vout刚好低于Vin，以保证运放的两个输入端之间有足够的电压差Ve来维持运放的输出，即VOUT=VE * A。
运算放大器电路中的负反馈
这个电路很快就会达到一个稳定状态，输出电压的幅度会精确地维持运算放大器两个输入端之间的电压差，进而产生运算放大器输出电压的精确幅度。将运放的输出与运放的反相输入相连，称为负反馈，是使系统自稳的关键。这不仅适用于运算放大器，也适用于任何常见的动态系统。这种稳定性使得运算放大器具有工作在线性模式下的能力，而不是仅仅处于饱和状态，全“开”或全“关”，就像它用于没有任何负反馈的比较器一样。
由于运算放大器的高增益，运算放大器反相输入端保持的电压几乎等于Vin。例如，运算放大器的开环增益为200 000。如果Vin等于6V，此时输出电压将为5.999 970 000 149 999V。这在运算放大器的输入端产生足够的电压差VE=6V-5.999 970 000 149 999V=29.999 85UV，该电压差将被放大，然后在输出端产生幅度为5.999 970 000 149 999V的电压，因此系统在这里将是稳定的。大家可以看到，29.999 85uV是一个很小的电压，所以对于实际计算，我们可以认为负反馈维持的运算放大器两个输入端之间的电压差VE等于0V。整个过程如图2所示。这也就是所谓的“虚短”，由于运算放大器的两个输入端之间的阻抗很大，自然会出现“虚断”。以下电路具有1倍的稳定闭环增益，输出电压将简单地跟随输入电压。
图2负反馈的作用
使用负反馈的一个很大的好处是，我们不必关心运算放大器的实际电压增益，只要它足够大。如果运算放大器的电压增益不是200 0000而是250 000，则运算放大器的输出电压将更接近Vin，输入端之间的较小电压差将用于产生所需的输出电压。在图2所示的电路中，输出电压也将等于运算放大器反相输入端的输入电压。因此，对于电路设计工程师来说，为了实现放大器电路稳定的闭环增益，运算放大器的开环增益不需要为a
负反馈的使用会提高线性度、增益稳定性、输出阻抗和增益精度，但也会带来一个严重的问题，就是会降低系统的稳定性，这对于单位增益的电压跟随器电路来说是最坏的情况，尤其是在驱动容性负载的情况下。有兴趣的同学可以自行查阅相关资料。
关于运放电路，很多时候我们被教导反相端跟在反相端之后。前面说了，反相端不能跟着反相端吗？
对于今天的电压跟随电路，只有反相端可以跟随同相端。这里，如果正输入电压施加于反相端，输出连接到同相端，假设输出为0，ve将为负电压。乘以运算放大器的开环增益，输出将是一个负电压，返回到运算放大器的同相输入端，进一步得到绝对值较大的负电压差。快速放大器的输出会达到饱和，自然无法实现同相端跟随反相端。
但对于运算放大器来说，如果在反相端加一个参考电压，再加上其他电子元件，比如三极管、MOS，使得运算放大器整体回路形成负反馈，也使得反相端跟随反相端，自然就打破了大家熟悉的运算放大器反相端跟随反相端的规律。
运放的电压跟电路走，“虚短”“虚断”是表面，负反馈是根本。基于这个根源，可以帮助我们理解不断变化的运算放大器电路。
