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运放参数的详细解释和分析1


运放参数的详细解释和分析-part2,如何测量输入偏 置电流 Ib,失调电流 Ios(建议置顶)
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作者 Wayne Xu 发表于 2013-3-23 0:01
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进士 5791 分

上一节讲了运放输入偏置电流和输入失调电流。 这一节给出输入 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,这样只要测和电容上的电 压变化速率,就可以计算出运放的偏置电流。

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先介绍第一种方法,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 是测试辅助运放,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。

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(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 出电压记下 Vout。则输入失调电压为:

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(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 运放的输出电压记下 Vout1。 则运放同向输入失调电压为:

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(2)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 运放的输出电压记下 Vout2。则运放反向输 入失调电压为:

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(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。

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第二种方法测试方法, 是让运放的输入偏置电流流入电容, 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。

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(1)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+。

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No.1 IB+

Δ V /mV Δ t /s C /nF Ib /nA 166 6.68 9.54 0.237072

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(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,可以计算出 IB-。

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(3)再根据定义就可以计算出运放的输入偏置电流和失调电流。

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No.1 IB?

Δ V /mV Δ t /s C /nF Ib /nA 44 3.22 9.54 0.13036

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。

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再分享一个经验, 就是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。


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