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【转】运放输入偏置电流

运输是集成在芯片上的晶体管放大器, 偏置电流 bias current 一级放大器输入晶体管的基极直流电流.

该电流保证放大器在线工作, 为放大器提供直流工作点. 由于运算放大器要求共模输入电压范围尽可能宽, 而且都是直接耦合的,

提供偏置电流的电流源不可能集成在芯片上. 所以都设计成基极开路, 电流由外电路提供. 由于一级偏置电流的值很小, uA 到

nA 数量级, 因此,一般运行电路的输入电阻和反馈电阻可以提供此电流.

偏置电流值也限制了输入电阻和反馈电阻值不能太大, 与计算电压相比,电阻上的压降影响了计算精度.

或者不能提供足够的偏置电流, 使放大器不能稳定的工作在线性范围. 若设计要求必须使用大值反馈电阻和输入电阻, 可以考虑用

J-FET 输入的运放. 因为 J-FET 是电压控制装置, 其输入偏置电流参数是指输入 PN 结的反向漏电流, 数值应在 pA

数量级. 电压控制也是如此。 MOSFET 器件, 输入供更小的输入泄漏电流.

另一个相关的运输参数是输入失调电流 offset current, 指两个差分输入端偏置电流的误差,

还应考虑设计电路.

电路设计应注意:输入偏置电流不可避免,输入端必须有提供输入偏置电流的通道。在设计高精度直流操作放大器或选择输入偏置电流较大的放大器时,放大器两端的直流通道电阻必须相等,以平衡输入偏置电流。

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输入偏置电流与输入失调电流的区别

1:输入偏置电流: 为使运输输入级放大器在线工作, 必须输入的直流电流, 输入双极晶体管

偏置电流是输入管的基极电流, 在 MOS 管道输入的输入是指栅极漏电流.

输入失调电流:

与输入失调电压相同, 描述运输差输入的对称性. 理想差分输入应完全对称, 但由于设计和工艺的偏差,

正负输入端的特性不会完全相同. 这两个失调参数的定义是, 当输出为 0 两个输入端的输入电压差 (失调电压)

输入电流-即偏置电流的差 (失调电流), 显然,在理想状态下,他们都应该这样做 0.

输入失调电流=

|IB1-IB2| 输入偏置电流=1/2(IB1 IB2) IB1、IB2为输入级差放管的输入偏置电流

2:运输是集成在芯片上的晶体管放大器, 偏置电流 bias current 一级放大器输入晶体管的基极直流电流.

该电流保证放大器在线工作, 为放大器提供直流工作点. 由于运算放大器要求共模输入电压范围尽可能宽, 而且都是直接耦合的,

提供偏置电流的电流源不可能集成在芯片上. 所以都设计成基极开路, 电流由外电路提供. 由于一级偏置电流的值很小, uA 到

nA 数量级, 因此,一般运行电路的输入电阻和反馈电阻可以提供此电流.

偏置电流值也限制了输入电阻和反馈电阻值不能太大, 与计算电压相比,电阻上的压降影响了计算精度.

或者不能提供足够的偏置电流, 在线性范围内使放大器无法稳定工作. 若设计要求必须使用大值反馈电阻和输入电阻, 可以考虑用

J-FET 输入的运放. 因为 J-FET 是电压控制装置, 输入偏置电流参数是指输入偏置电流参数 PN 结的反向漏电流, 数值应在 pA

数量级. 电压控制也是如此。 MOSFET 器件, 输入供更小的输入泄漏电流. 另一个相关的运输参数是输入失调电流 offset

current, 指两个差分输入端偏置电流的误差, 还应考虑设计电路.

电路设计应注意:输入偏置电流不可避免,输入端必须有提供输入偏置电流的通道。在设计高精度直流放大器或选择输入偏置电流较大的放大器时,必须使输入偏置电流平衡。

三、输入失调电流(input offset current)输出失调电压

如果两个输入端的电压为0V,输出端电压也应等于0V。但事实上,输出端总是有一些电压,称为失调电压VOS。如果将输出端的失调电压除以电路的噪声增益,得到结果称为输入失调电压或输入参考失调电压。这个特性通常在数据表中VOS给出。VOS与输入端串联的电压源等效。为了产生0,必须对放大器的两个输入端施加差异电压V输出。

VOS随着温度的变化,这种现象被称为漂移,随着时间的推移而变化。漂移的温度系数TCVOS通常在数据表中给出,但一些运输数据表只提供第二大或最大的,以确保设备在工作温度范围内的安全工作VOS。这个规范的可信度稍差,因为TCVOS可能是不稳定的,也可能是不单调的。

VOS漂移或老化通常是mV/月或者mV/1,000小时定义。但这种非线性函数与设备使用时间的平方根成正比。例如,老化速度为1mV/1,000小时可转化为3000小时左右mV/年,而不是9mV/年。即使高精度运输,老化速度也不总是在数据表中给出。

输入阻抗的输入阻抗是无限的,因此不会有电流流入输入端。然而,双极结晶管用于输入级(BJT)实际运输需要一些工作电流,称为偏置电流(IB)。通常有两个偏置电流:IB 和IB-,它们分别流入两个输入端。IB值范围很大,特殊类型的偏置电流低至60fA(大约每3μs通过一个电子),而一些高速运放的偏置电流可高达几十mA。

单片运输的制造过程往往使电压反馈运输的两个偏置电流相等,但不能保证两个偏置电流相等。在电流反馈运输中,输入端的不对称性意味着两个偏置电流几乎总是不相等。这两个偏置电流之间的差异是输入失衡电流IOS,通常情况下IOS很小。

标签: 运放的平衡电阻经验

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