《运放输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios设计、参数详解及分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《运放输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios设计、参数详解及分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、运放输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios 设计、参数详解及分析（附：电流模板图） 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。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
2、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FETO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
3、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。R2QIib2VinZ下面列表中上表是bipo
4、lar的LM741的输入偏置电流和输入 失调电流，这个电流流到外面电阻，即使是 K欧级的，也会产生 几十uV的失调电压，再经放大，很容易就会使输出的电压误差到 mV级。下表则是CMOSFET的OPA369的输入偏置电流和输入失调电流, 这两个值要小的多了，比较好的COMS运放输入偏置电流和输入失 调电流的典型值可以做到小于1pA的目标。Unih2flnAnA/C80nA卩AIHPUT&IASCWREHI輝如刑PararMUrCo/ijitiDniInpvf QIM CaroniAvragB Ifipul 0伽ICueiM DhUInput B 嗚 Cwi甜 IEL 御 * L l这里还要强调的
5、是，ESD的反向漏电流是与其反相电压有关 的。因此当Vin=(Vcc-Vss)/2时，加在两个ESD保护二极管的电 压相当，他们的反向电流可以认为是近似相等的，此时理想情况 是无电流流入或流出的，实际情况是电流达到最小值。因此这时有最小的偏置电流，当运放输入端电压 Vin不等于 (Vcc-Vss)/2，势必造成一个二极管的反向电压高，另一个低，此 时两个二极管的反向漏电流就不等了，这个差电流就会构成了输 入偏置电流的主要成份。这个现场称为领节效应。因此要使FET输入偏置电流最小，就要把共模电压设置在 (Vcc-Vss)/2 处。上面分析了定义和来源。下面就要说说这两个参数对电路的 影响了，输入
6、偏置电流会流过外面的电阻网络，从而转化成运放 的失调电压，再经运放话后就到了运入的输出端，造成了运放的 输入误差。这也就说明了，在反向放大电路中，为什么要在运放的同相 输入端连一个电阻再接地的原因。并且这个电阻要等于反向输入端的电阻和反馈电阻并联后的 值。这就是为了使两个输入端偏置电流流过电阻时，形成的电压 值相等，从而使它们引入的失调电压为0。这样说，太抽象了， 还是看下面一组图容易理解一些。Vinrn= *5u/ |VinRF 1M-Voutlb flaw s through f eec&ack and input re si stors View VoLft and V in as low impedance Vinm= IA (RF Rl)V inp = lt)+ (Rs)RF 1MVlb- 1 5u Il 匚Ideal Op AmpRs 1MTilVlb* 7uI VoLft error = 11uV一2rv3u協出七丘丄
