运放参数的详细解释和分析

2024-07-17 13:34:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

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对第part1中的的概念作出声明：Ib-，Ib+为运放两输入端的偏置电流，也可以叫做偏置电流。而我们所说的运放输入偏置电流通常为两者的平均值，运放输入失调电流为两者的差值，应能做到准确的区分出三者的不同。继续上一节的内容，本节给出输入偏置电流测量方式。总体来说主要有两种测试方法，一种是让输入偏置电流流入一个大的电阻，从而形成一个失调电压，然后放大失调电压并进行测量，这样就可以反算出输入偏置；另一种方法是让输入偏置电流流入一个电容，用电容对这个电流进行积分，这样只要测得电容上的电压变化速率，就可以计算出运放的偏置电流。

第一种方法

具体电路如下图所示，C1是超前补偿电容以防止电路的振荡，根据实际电路选择。OP2为测试辅助运放（具体要求请见文末参考资料），需选低偏置电压和低偏置电流的运放。测试步骤和原理下面一步一步进行推算。

在这里插入图片描述

（1）首先测试运放的失调电压。关闭S1和S2，测试出OP2运放的输出电压Vout 。则输入失调电压为：在这里插入图片描述

（2）打开S2,待测运放的Ib+流入R2，会形成一个附加的失调电压Vos1，测试出OP2运放的输出电压Vout1。则运放同向输入失调电压为（叠加定理的思想）：在这里插入图片描述

（3）关闭S2，打开S1,待测运放的Ib-流入R1，会形成一个附加的失调电压Vos2，测试出OP2运放的输出电压Vout2。则运放反向输入失调电压为：在这里插入图片描述

（4）运放输入偏置电流为 Ib=[(Ib+)+(Ib-)]/2 运放输入失调电流为 Ios=(Ib+)-(Ib-)

这种测试方法有几个缺点，一个是使用了很大的电阻R1和R2，一般会是M欧级，这两个电阻引入了很大的电压噪声。受到电阻R1和R2的阻值的限制，难以测得FET输入运放的偏置电流。

第二种方法

第二种方法测试方法，是让运放的输入偏置电流流入电容，利用i=c*du/dt的思想，具体测试如下图。从图中的公式很容易理解测试的原理，这个测试的关键，是选取漏电流极小的电容。

在这里插入图片描述

(1)关闭S2打开S1，IB+流入电容C，用示波器观察Vo的变化，结果如下图。按上图的方法就可以计算出IB+。在这里插入图片描述 (2)关闭S1打开S2，IB-流入电容C，用示波器观察Vo的变化，结果如下图。就可以计算出IB-，见下表。

在这里插入图片描述

这种测试方法可以测得fA级的失调电流。测试时需要选用低漏电流的电容，推荐使用极低漏电流的特氟龙电容，聚丙烯(PP)电容或聚苯乙烯电容。再分享一个经验（from Wayne Xu），贴片电容在焊接过程中，由于引脚可能残留焊锡膏等杂质，会使FET运放的漏电流大大的增加。曾经测试一个偏置电流为小于10pA级的运放，由于没有对引脚进行清洗，结果测得结果出现了很大的误差，或者叫差错，达了nA的水平了。

参考资料：《SJT 10738-1996 半导体集成电路运算（电压）放大器测试方法的基本原理》；《TI精密实验室课程》

本文参考TI中文支持论坛，原作者为Wayne Xu 本人对其进行了整理和补充

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