运放偏置电压怎么测量?运放偏置电压测量方法解说 - 全文

　　什么是偏置电压

　　偏置电压是指晶体管放大电路中使晶体管处于放大状态时，基极-射极之间，集电极-基极之间应该设置的电压。因为要使晶体管处于放大状态，其基极-射极之间的pn结应该正偏，集电极-基极之间的pn应该反偏。

　　因此，设置晶体管基射结正偏，集基结反偏，使晶体管工作在放大状态的电路，简称为偏置电路。直流偏置电压是指晶体管放大电路中使晶体管处于放大状态时，基极-射极之间及集电极-基极之间应该设置的电压。

　　单电源供电的运放是不可能输出负电压的。可用的方法：

　　1、对输入信号进行电位平移，抬高成为正电压再送运放。例如传感器1脚不要接地，改接到1/2Vcc上；或者用一个阻值等同于R2的电阻，从Vcc接到同相端（信号会损失一半！）。

　　2、如果信号永远是负值，把跟随器改成反相放大器，把负输入电压放大成正的输出电压。

　　运放偏置电压怎么测量？

　　总体来说主要有两种测试方法， 一种是让输入偏置电流流入一个大的电阻，从而形成一个失调电压，然后放大失调电压并进行测量，这样就可以反算出输入偏置；另一种方法是让输入偏置电流流入一个电容，用电容对这个电流进行积分，这样只要测和电容上的电压变化速率，就可以计算出运放的偏置电流。

　　先介绍第一种方法，具体电路如下图所示，C1是超前补偿电容以防止电路的振荡，根据实际电路选择。OP2是测试辅助运放，需选低偏置电压和低偏置电流的运放。测试步骤和原理下面一步一步进行推算。

　　（1）首先测试运放的失调电压。关闭S1和S2，测试出OP2运放的输出电压记下Vout 。则输入失调电压为：

　　

　　（2）打开S2，待测运放的Ib+流入R2，会形成一个附加的失调电压Vos1，测试出OP2运放的输出电压记下Vout1。则运放同向输入失调电压为：

　　

　　（2）关闭S2，打开S1，待测运放的Ib-流入R1，会形成一个附加的失调电压Vos2，测试出OP2运放的输出电压记下Vout2。则运放反向输入失调电压为：

　　

　　（4）运放输入偏置电流为

　　Ib=［（Ib+）+（Ib-）］/2

　　运放输入失调电流为

　　Ios=（Ib+）-（Ib-）

　　这种测试方法有几个缺点，一个是使用了很大的电阻R1和R2，一般会是M欧级，这两个电阻引入了很大的电压噪声。受到电阻R1和R2的阻值的限制，难以测得FET输入运放的偏置电流。

　　第二种方法测试方法，是让运放的输入偏置电流流入电容，具体测试如下图。从图中的公式很容易理解测试的原理，这个测试的关键，是选取漏电流极小的电容。

　　

　　（1）打开S1，IB+流入电容C，用示波器观察Vo的变化，结果如下图，按上图的方法就可以计算出IB+。

　　（2）关闭S1打开S2，IB-流入电容C，用示波器观察Vo的变化，结果如下图，可以计算出IB-。

　　（3）再根据定义就可以计算出运放的输入偏置电流和失调电流。

　　这种测试方法可以测得fA级的失调电流。测试时需要选用低漏电流的电容，推荐使用极低漏电流的特氟龙电容，聚丙烯（PP）电容或聚苯乙烯电容。

　　再分享一个经验，就是贴片电容在焊接过程中，由于引脚可能残留焊锡膏等杂质，会使FET运放的漏电流大大的增加。曾经测试一个偏置电流为小于10pA级的运放，由于没有对引脚 进行清洗，结果测得结果出现了很大的误差，或者叫差错，达了nA的水平了。