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运放参数的详细解释和分析-合集(1-25)

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  • 日期: 2021-05-29
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标签: 运算放大器

运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。[1] 由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”。

运放参数的详细解释和分析-part1,输入偏置电流和输入失调电流【TIFAE分享】一般运放的datasheet中会列出众多的运放参数,有些易于理解,我们常关注,有些可能会被忽略了。在接下来的一些主题里,将对每一个参数进行详细的说明和分析。力求在原理和对应用的影响上把运放参数阐述清楚。由于本人的水平有限,写的博文中难免有些疏漏,希望大家批评指正。第一节要说明的是运放的输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios.众说周知,理想运放是没有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios.的。但每一颗实际运放都会有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios.

我们可以用下图中的模型来说明它们的定义。

输入偏置电流Ib是由于运放两个输入极都有漏电流(我们暂且称之为漏电流)的存在。我们可以理解为,理想运放的各个输入端都串联进了一个电流源,这两个电流源的电流值一般为不相同。也就是说,实际的运入,会有电流流入或流出运放的输入端的(与理想运放的虚断不太一样)。那么输入偏置电流就定义这两个电流的平均值,这个很好理解。输入失调电流呢,就定义为两个电流的差。说完定义,下面我们要深究一下这个电流的来源。那我们就要看一下运入的输入级了,运放的输入级一般采用差分输入(电压反馈运放)。采用的管子,要么是三级管bipolar,要么是场效应管FET。如下图所示,对于bipolar,要使其工作在线性区,就要给基极提供偏置电压,或者说要有比较大的基极电流,也就是常说的,三极管是电流控制器件。那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的基极电流,由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配,所以这两个管子Q1和Q2的基极电流总是有这么点差别,也就是输入的失调电流。Bipolar输入的运放这两个值还是很可观的,也就是说是比较大的,进行电路设计时,不得不考虑的。而对于FET输入的运放,由于其是电压控制电流器件,可以说它的栅极电流是很小很小的,一般会在fA级,但不幸的是,它的每个输入引脚都有一对ESD保护二极管。这两个二极管都是有漏电流的,这个漏电流一般会比FET的栅极电流大的多,这也成为了FET输入运放的偏置电流的来源。当然,这两对ESD保护二极管也不可能完全一致,因此也就有了不同的漏电流,漏电流之差也就构成了输入失调电流的主要成份。

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