运放 输入偏置电流，运放的输入失调电流是两输入端电位之差

运算放大器数据表通常会列出许多运算放大器参数，其中一些参数很容易理解并且经常引起注意，而另一些则被忽略。下面对各个参数进行详细的解释和分析。尽量从原理和对应用的影响方面清楚地解释运放参数。由于本人技术水平的限制，所写的博文难免有一些疏漏之处，还望大家批评指正。在第一节中，我们将讨论运算放大器的输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios，但我们知道，理想的运算放大器不具有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios。然而，实际的运算放大器具有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios，我们将使用下面所示的模型来解释它们的定义。

输入偏置电流Ib 是由运算放大器两个输入极处存在的漏电流（称为泄漏电流）引起的。事实证明，理想运算放大器的每个输入端都串联一个电流源，两个电流源的电流值一般是不同的。这意味着在实际输入时，电流将流入和流出运算放大器的输入（这与理想运算放大器的虚拟断路不同）。在这种情况下，输入偏置电流定义了这两个电流的平均值，更容易理解。输入失调电流定义为两个电流之间的差。说完定义，我们来深入探讨一下这个电流的来源。接下来，我们需要关注即将介绍的输入阶段。运算放大器的输入级通常使用差分输入（电压反馈运算放大器）。所用真空管为三级双极管或场效应管FET。如下图所示，双极性的情况下，为了工作在线性区，需要给基极施加偏置电压或者让基极电流比较大，这就是常说的坏点三极管的东西。电流控制装置。偏置电流是从输入级晶体管的基极电流得到的，但在工艺上很难使两个真空管完美匹配，所以两个真空管Q1和Q1的基极电流之间总是存在这种程度的差异。 Q2.输入失调电流。双极运放输入的两个值还是很重要的。也就是说，它比较大，在电路设计时必须考虑到。至于FET输入运放，由于是压控电流器件，所以它的栅极电流可以说非常小，一般为fA级别，但遗憾的是它的每个输入引脚都有一个用于ESD保护的二极管。两个二极管的漏电流通常远大于FET 的栅极电流，并且也是FET 输入运算放大器的偏置电流源。当然，没有两组ESD保护二极管可以完全相同，因此它们的漏电流会有所不同，而漏电流的差异将是输入失调电流的主要组成部分。

下表上排显示了双极性LM741的输入偏置电流和输入失调电流，该电流流入外部电阻，即使在K级别也会产生数十微伏的失调电压。输出电压误差达到mV级。下表显示了CMOSFET OPA369 的输入偏置电流和输入失调电流。这两个值要小得多，要好得多。COMS运放的输入偏置电流和输入失调电流的典型值为1pA。目标。

这里还需要强调的是，ESD反向漏电流与反向电压有关。因此，当Vin=(Vcc-Vss)/2时，认为施加在两个ESD保护二极管上的电压相等，反向电流也认为近似相等，理想情况是此时没有电流流过。时间。在实际情况下，这是电流达到最小值的时候。因此，如果此时存在最小偏置电流，且运放的输入电压Vin不等于(Vcc-Vss)/2，则必然一个二极管的反向电压较高，而另一个二极管的反向电压也较高。二极管会变高，也会变低。此时，两个二极管的反向漏电流不再相等，这个差值电流成为输入偏置电流的主要成分。这种场景称为色彩效果。因此，为了最小化FET 输入偏置电流，共模电压应设置为(Vcc-Vss)/2。上面分析了定义和起源。接下来，我们将讨论这两个参数如何影响电路。输入偏置电流流经外部电阻网络，转换为运算放大器的失调电压，经过运算放大器，然后到达输入和输出端子，引起运算放大器的输入误差。这也解释了为什么在反相放大器电路中必须将电阻器连接到运放的同相输入端然后接地。该电阻还必须等于反相输入端电阻和反馈电阻的并联电阻。这样就均衡了偏置电流流过两个输入端电阻时形成的电压值，从而使它们引起的失调电压为零。这个说起来太抽象了，看下面这组照片就更容易理解了。

还有一点是，对于检测小电流的电路，常见的是光电二极管检测电路等跨阻放大器电路，但有用的光信号一般比转换后的光功率信号弱，很多情况下是nA级别，有时是pA级别。该电路的最初目的是使光电流通过反馈电阻以在放大器电路的输出端产生电压。如果所选运放的输入偏置电流太大，部分微弱的光电流将流入运放的输入端，从而无法实现预设的I/V线性转换。另外，很多运算放大器的输入失调电流会因温度变化而变化，因此如下图所示，当温度超过25度时，OPAL350的输入失调电流迅速增加。 100度时的输入偏置电流比25度时的输入偏置电流高数百倍。如果系统设计为在较宽的温度范围内运行，则必须考虑此因素。

上面我详细介绍了运放的输入偏置电流和失调电流，希望对您有用。