前言
上一篇文章我們講述了運算放大器輸入偏置電流,本文將會講述輸入失調(diào)電流,下一篇文章將會講述失調(diào)電壓,歡迎大家關注我,以便查閱后續(xù)文章。實際上,明白了運放工作需要偏置電流之后,我們需要關注運放另一個非常重要的參數(shù),也急速輸入失調(diào)電流,它是反相端和非反相端的輸入偏置電流之差,由以下等式給出,其中Ios是輸入失調(diào)電流。為什么輸入失調(diào)電流很重要呢?這是因為當我們使用運放放大信號時,理想的情況下,我們認為輸入信號通過一定的代數(shù)運算就能得出輸出信號,是有關系可參考的,但是由于輸入失調(diào)電流的存在,打破了我們的美好想象,使得運放輸出端的信號比我們的理論計算值有偏差,接下來我們就詳細講一下。

輸入失調(diào)電流
輸入偏置電流是流入運放輸入端的電流,可以等效為連接到每個輸入端的電流源,如圖所示。理想情況下,兩個輸入偏置電流應該相等并相互抵消。然而,現(xiàn)實是不平等的,輸入端電流的差值被定義為輸入失調(diào)電流。所以輸入失調(diào)電流存在的前提是輸入偏置電流,這也是我們?yōu)槭裁聪戎v述輸入偏置電流的原因。

輸入失調(diào)電流的影響以及解決對策
輸入偏置電流可以被電路中的電阻轉(zhuǎn)換為電壓,并與信號一起放大。如果電路本身的增益比較大,那么即使是納安級別的失調(diào)電流,也是可能會被放大到毫伏甚至伏特級別,從而導致電路中輸出錯誤。那么我們?nèi)绾谓鉀Q這個問題呢?其實我們可以通過選擇電阻值來消除大部分輸出誤差。

以上圖的反相運放放大電路為例子,詳細講解一下計算過程。當電路中存在多個電源時,我們采用疊加定理分析各個電源的影響是最省事的。此電路中存在三個電源,分別是Vin,Ib1,Ib2,我們分別考慮Vin,Ib1,Ib2對輸出的影響,這樣問題就簡單了。

1)通過疊加定理我們可以計算出輸出信號的綜合表達式:

2)通過上述表達式我們可以輕松看出括號中的因子是由于失調(diào)電流導致的,我們要想減小失調(diào)電流對輸出信號的影響,就要想辦法把括號中的因子變得最小。通過對上式進行變換,我們發(fā)現(xiàn)如果我們假定R3=R1||R2,會使得括號內(nèi)因子最小。


這也是為什么文章里將運放的時候一般通過計算R1,R2的并聯(lián)值來計算R3的原因。以上我們通過詳細的代數(shù)運算,就充分明白了失調(diào)電流的產(chǎn)生與降低是如何進行的,當然需要明白的是,失調(diào)電流只能通過一系列的措施降低,而不能完全消除,這是因為即便我們通過上面的措施來應對失調(diào)電流,但是由于運放個體的差異以及電阻自身精度的原因,很難通過一個方法就解決了。
審核編輯:湯梓紅
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