理想的運算放大器沒有輸入偏置電流Ib,但實際中的運放都會存在這個我們不大喜歡的參數,尤其是bipolar工藝的運放,輸入端需要基級電流來驅動差分對管,圖中的Ib1和Ib2就是驅動Q1和Q2所必須的偏置電流。
經典bipolar工藝運放的輸入偏置電流為數十納安,如果輸入端設置一個100kΩ的電阻,就會產生數毫伏的失調電壓,再經過放大,輸出誤差很容易達到數十毫伏,影響系統(tǒng)精度。
怎么解決這個問題呢?
工程師們通常采用的方法是在運放的輸入端加入電阻進行平衡,并將其阻值設置為反相輸入端兩個電阻的并聯。即下圖中電阻值滿足R3=R1//R2。
使用電阻R3的目的是抵消輸入偏置電流引起的電壓偏移,在不考慮輸入失調電流的情況下,相同的輸入偏置電流流過電阻產生相同的電壓偏移,因此不會引入新的電壓失調。
這是很不錯的想法,但是什么情況下必須設置此電阻,什么時候不需要用這個電阻,什么時候又不適合使用這個電阻呢?
有些時候,R1和R2的并聯值足夠低,而且輸入偏置電流也比較低時,這時R3產生的失調電壓就變得微不足道了。在設置此電阻前有必要先計算一下這個誤差。
例如,我們將ME358應用在此電路中,ME358的輸入偏置電流僅有10pA,假設我們采用的電阻R1和R2并聯后值為100kΩ,10pA電流流過后產生的壓降僅為1uV。電阻匹配帶來的1uV的失調電壓會對電路產生影響嗎?顯然不會。
使用基級電阻在平衡輸入偏置電流的同時還會引入熱噪聲,使用ME358既可以省去電阻降低成本,又可以避免電阻帶來的噪聲對電路帶來的不利影響。
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