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怎么解决运放输入失调电流的烦恼呢?

冬至子 来源:微盟电子 作者:微盟电子 2023-10-27 16:46 次阅读

理想的运算放大器没有输入偏置电流Ib,但实际中的运放都会存在这个我们不大喜欢的参数,尤其是bipolar工艺的运放,输入端需要基级电流来驱动差分对管,图中的Ib1和Ib2就是驱动Q1和Q2所必须的偏置电流。

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经典bipolar工艺运放的输入偏置电流为数十纳安,如果输入端设置一个100kΩ的电阻,就会产生数毫伏的失调电压,再经过放大,输出误差很容易达到数十毫伏,影响系统精度。

怎么解决这个问题呢?

工程师们通常采用的方法是在运放的输入端加入电阻进行平衡,并将其阻值设置为反相输入端两个电阻的并联。即下图中电阻值满足R3=R1//R2。

图片

使用电阻R3的目的是抵消输入偏置电流引起的电压偏移,在不考虑输入失调电流的情况下,相同的输入偏置电流流过电阻产生相同的电压偏移,因此不会引入新的电压失调。

这是很不错的想法,但是什么情况下必须设置此电阻,什么时候不需要用这个电阻,什么时候又不适合使用这个电阻呢?

有些时候,R1和R2的并联值足够低,而且输入偏置电流也比较低时,这时R3产生的失调电压就变得微不足道了。在设置此电阻前有必要先计算一下这个误差。

例如,我们将ME358应用在此电路中,ME358的输入偏置电流仅有10pA,假设我们采用的电阻R1和R2并联后值为100kΩ,10pA电流流过后产生的压降仅为1uV。电阻匹配带来的1uV的失调电压会对电路产生影响吗?显然不会。

图片

使用基级电阻在平衡输入偏置电流的同时还会引入热噪声,使用ME358既可以省去电阻降低成本,又可以避免电阻带来的噪声对电路带来的不利影响。

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