一、什么是偏置電流Ib 與輸入失調電流Ios ：

1.1、通常情況將放大器的同相輸入端與反相輸入端的輸入電流的平均值作為偏置電流Ib。

1.2、輸入失調電流是放大器的兩個輸入端的電流的偏差。導致輸入失調電流的主要原因是由于放大器輸入級差分對不完全匹配。同時溫度也會影響放大器的輸入偏置電流，采用溫漂(Input Offset Current Drift)來描述這個參數，表示的是溫度每升高1度輸入級電流的變化量。

1.3、 運放設計電路中，大家會經常見到在放大器輸入端添加一個偏置電流補償電阻Rb,并且使得Rb=R1//R2。我們接下來分析Rb的作用以及是否真的需要它。以同相放大為例，流入反相端的電流在R1//R2上產生的壓降為Vos1=Ibn*(R1//R2) ，那么由于添加了Rb電阻，所以在同相端上由于偏置電流產生的電壓為Vos2=Ibp*Rb。當滿足Rb=R1//R2時，對于放大器的同相端和反相端而言，由于偏置電流在電阻上產生的電壓就相等。因此采用引入Rb的方法消除了Ib的影響。

1.4、 添加Rb的作用是減小由于偏置電流在R1//R2上產生的壓降，從而減小引入到輸入端的誤差。

1.5、當我們在判斷是否需要使用Rb電阻進行補償時，應該先查閱對應芯片的datasheet中關于偏置電流與失調電流的描述：

1.5.1)如果偏置電流與失調電流數量級相當，那么引入Rb電阻將沒有實質效果甚至還會由于在輸入端傳入了電阻會帶來熱噪聲。

1.5.2)如果偏置電流明顯大于失調電流，那么需要計算在當前電路拓撲中偏置電流產生的直流誤差是否足以影響到我們關心的信號的精度。

二、測量方法：

理想運算放大器具有無限大的輸入阻抗，無電流流入其輸入端。但在現實中，會有少量“偏置”電流流入反相和同相輸入端(分別為Ib–和Ib+)，它們會在高阻抗電路中引起顯著的失調電壓。根據運算放大器類型的不同，這種偏置電流可能為幾fA -幾nA;在某些超快速運算放大器中，甚至達到1 - 2 μA。圖 3 顯示如何測量這些電流。

圖一 、雙運放測量失調和偏置電流

表一、雙運放測量失調和偏置電流輸入失調電流數據? ? ? ??

圖二?、單運放測量失調和偏置電流

表二、單運放測量失調和偏置電流輸入失調電流數據

圖三、TLV2451AID規格參數

如圖一、圖二所示，該測試電路與測試失調電壓電路基本相同，只是DUT輸入端增加了兩個串聯電阻R1 和R2。這些電阻可以通過開關S1 和S2短路。當兩個開關均閉合時，該測試電路與失調電壓電路完全相同。當S1斷開時，反相輸入端的偏置電流流入Rs，電壓差增加到失調電壓上。通過測量TP1 的電壓變化(=1000 Ib–×Rs)，可以計算出Ib–。同樣，當S1 閉合且S2 斷開時，可以測量Ib+。如果先在S1 和S2 均閉合時測量TP1 的電壓，然后在S1 和S2 均斷開時再次測量TP1 的電壓，則通過該電壓的變化可以測算出“輸入失調電流”Ios，即Ib+與Ib–之差。R1 和 R2 的阻值取決于要測量的電流大小。

如果Ib的值在 5 pA左右，則會用到大電阻，使用該電路將非常困難，可能需要使用其它技術，牽涉到Ib給低泄漏電容(用于代替Rs)充電的速率。

當S1 和S2 閉合時，Ios仍會流入 100 ?電阻，導致Vos誤差，但在計算時通常可以忽略它，除非Ios足夠大，產生的誤差大于實測Vos的 1%。

審核編輯：湯梓紅

?