關鍵詞： 運放參數 , 輸入偏置電流 , 輸入失調電流

一般運放的datasheet中會列出眾多的運放參數，有些易于理解，我們常關注，有些可能會被忽略了。在下文中，將對每一個參數進行詳細的說明和分析。力求在原理和對應用的影響上把運放參數闡述清楚。由于本人的水平有限，寫的博文中難免有些疏漏，希望大家批評指正。
         
第一節要說明的是運放的輸入偏置電流Ib和輸入失調電流Ios .眾說周知，理想運放是沒有輸入偏置電流Ib和輸入失調電流Ios .的。但每一顆實際運放都會有輸入偏置電流Ib和輸入失調電流Ios .我們可以用下圖中的模型來說明它們的定義。

2 小時前 上傳

下載附件 (22.48 KB)

         
輸入偏置電流Ib是由于運放兩個輸入極都有漏電流（我們暫且稱之為漏電流）的存在。我們可以理解為，理想運放的各個輸入端都串聯進了一個電流源，這兩個電流源的電流值一般為不相同。也就是說，實際的運入，會有電流流入或流出運放的輸入端的（與理想運放的虛斷不太一樣）。那么輸入偏置電流就定義這兩個電流的平均值，這個很好理解。輸入失調電流呢，就定義為兩個電流的差。
         
說完定義，下面我們要深究一下這個電流的來源。那我們就要看一下運入的輸入級了，運放的輸入級一般采用差分輸入（電壓反饋運放）。采用的管子，要么是三級管bipolar，要么是場效應管FET。如下圖所示，對于bipolar,要使其工作在線性區，就要給基極提供偏置電壓，或者說要有比較大的基極電流，也就是常說的，三極管是電流控制器件。那么其偏置 電流就來源于輸入級的三極管的基極電流，由于工藝上很難做到兩個管子的完全匹配，所以這兩個管子Q1和Q2的基極電流總是有這么點差別，也就是輸入的失調電流。Bipolar輸入的運放這兩個值還是很可觀的，也就是說是比較大的，進行電路設計時，不得不考慮的。而對于FET輸入的運放，由于其是電壓控制電流器件，可以說它的柵極電流是很小很小的，一般會在fA級，但不幸的是，它的每個輸入引腳都有一對ESD保護二極管。這兩個二極管都是有漏電流的，這個漏電流一般會比FET的柵極電流大的多，這也成為了FET輸入運放的偏置電流的來源。當然，這兩對ESD保護二極管也不可能完全一致，因此也就有了不同的漏電流，漏電流之差也就構成了輸入失調電流的主要成份。

2 小時前 上傳

下載附件 (23.49 KB)

下面列表中上表是bipolar的LM741的輸入偏置電流和輸入失調電流，這個電流流到外面電阻，即使是K歐級的，也會產生幾十uV的失調電壓，再經放大，很容易就會使輸出的電壓誤差到mV級。下表則是CMOSFET的OPA369的輸入偏置電流和輸入失調電流，這兩個值要小的多了，比較好的COMS運放輸入偏置電流和輸入失調電流的典型值可以做到小于1pA的目標。

2 小時前 上傳

下載附件 (20.22 KB)

         
這里還要強調的是，ESD的反向漏電流是與其反相電壓有關的。因此當Vin=(Vcc-Vss)/2 時，加在兩個ESD保護二極管的電壓相當，他們的反向電流可以認為是近似相等的，此時理想情況是無電流流入或流出的，實際情況是電流達到最小值。因此這時有最小的偏置電流，當運放輸入端電壓Vin不等于(Vcc-Vss)/2，勢必造成一個二極管的反向電壓高，另一個低，此時兩個二極管的反向漏電流就不等了，這個差電流就會構成了輸入偏置電流的主要成份。這個現場稱為領節效應。因此要使FET輸入偏置電流最小，就要把共模電壓設置在(Vcc-Vss)/2處。
         
上面分析了定義和來源。下面就要說說這兩個參數對電路的影響了，輸入偏置電流會流過外面的電阻網絡，從而轉化成運放的失調電壓，再經運放話后就到了運入的輸出端，造成了運放的輸入誤差。這也就說明了，在反向放大電路中，為什么要在運放的同相輸入端連一個電阻再接地的原因。并且這個電阻要等于反向輸入端的電阻和反饋電阻并聯后的值。這就是為了使兩個輸入端偏置電流流過電阻時，形成的電壓值相等，從而使它們引入的失調電壓為0。這樣說，太抽象了，還是看下面一組圖容易理解一些。

2 小時前 上傳

下載附件 (24.73 KB)