ZHCAEO4 November 2024 OPA186 , OPA206 , OPA210 , OPA2210 , OPA328 , OPA391 , OPA928

2 输入偏置电流 (I_B) 定义

输入偏置电流 (I_B) 可以建模为反相和同相输入端子上的直流电流源（请参阅图 2-1）。当该偏置电流流经反馈网络和源阻抗时，会产生误差电压。误差电压以输入为基准，因此它会与 V_OS 和 V_OS 漂移误差源相加。方程式 14 和方程式 15 展示了将偏置电流转换为失调电压的计算方法。图 2-2 和方程式 17 展示了输入偏置电流转换为失调电压源的方式。

图 2-1 偏置电流模型

方程式 14.

V_{I B P} = {- I}_{B P} R_{S}

方程式 15.

V_{I B N} = I_{B N} (R_{F} | | R_{G})

方程式 16.

(R_{F} | | R_{G}) = \frac{R_{F} R_{G}}{R_{F} + R_{G}}

方程式 17.

V_{I B} = I_{B N} (R_{F} | | R_{G}) - I_{B P} R_{S}

图 2-2 转换为输入失调电压的偏置电流

放大器数据表通常不分别指定反相和同相输入的偏置电流，而是将偏置电流之间的差值指定为偏置电流失调 (I_OS = I_BP - I_BN)。如果偏置电流相等且源阻抗等于反馈网络阻抗 (R_S = R_F || R_G)，则偏置电流失调电压会相互抵消（请参阅方程式 19）。但是，在大多数现代精密放大器中，偏置电流具有较大的失调 (I_OS ≠ 0)。事实上，对于大多数 CMOS 放大器和许多双极放大器，偏置电流和偏置失调在幅度上是相当的 (I_B ≈ I_OS)。因此，平衡源阻抗和反馈阻抗的方法通常不是更大限度地减小由偏置电流引起的输入失调电压的实用方法。当 I_OS ≥ I_B 时，更大限度地减小 V_IB 的最佳方法是更大限度地减小 R_S 和 R_F || R_G，而不是平衡源阻抗和反馈阻抗。方程式 20 展示了两个输入端的 I_OS 相等 (I_BP = I_B + I_OS/2，I_BN = I_B – I_OS/2) 的 V_IB。该等式的第二项强调了当 R_S = R_F || R_G 时 I_OS 影响不会被抵消。

方程式 18.

I_{O S} = I_{B P} {- I}_{B N}

方程式 19.

V_{I B} = I_{B} ((R_{F} | | R_{G}) - R_{S}), f o r I_{O S} = 0

方程式 20.

V_{I B} = I_{B} ((R_{F} | | R_{G}) - R_{S}) + \frac{I_{O S}}{2} ((R_{F} | | R_{G}) + R_{S}), f o r I_{O S} e q u a l o n e a c h i n p u t

方程式 21 和方程式 22 是估算偏置电流引起的失调电压的好方法。这些公式假设偏置电流失调的一半在反相输入和同相输入之间均匀分布。这两个公式在计算因 I_B 而产生的失调时考虑了偏置电流失调的极性（I_OS 在方程式 21 中为负，在方程式 22 中为正）。对于最坏情况下的误差分析，应计算这两个值并选择最大的绝对值（请参阅方程式 23）。示例 1 在计算 OPA205A 由于偏置电流而产生的最大输入失调电压时使用这些公式。

方程式 21.

V_{I B 1} = (I_{B} + \frac{I_{O S}}{2}) (R_{F} | | R_{G}) - (I_{B} - \frac{I_{O S}}{2}) R_{S}

方程式 22.

V_{I B 2} = (I_{B} - \frac{I_{O S}}{2}) (R_{F} | | R_{G}) - (I_{B} + \frac{I_{O S}}{2}) R_{S}

方程式 23.

V_{I B} = m a x (|V_{I B 1}|, |V_{I B 2}|)

示例 1：OPA205 最大偏置电流到输入失调电压的计算

图 2-3 用于 I_B 示例计算的电路

参数		测试条件		最小值	典型值	最大值	单位
I_B	输入偏置电流	OPA205A	25°C		±0.1	±0.5	nA
I_OS	输入失调电流	OPA205A	25°C		±0.1	±0.4	nA

方程式 24.

V_{I B 1} = (0.5 n A + \frac{0.4 n A}{2}) (0.99 k Ω) - (0.5 n A - \frac{0.4 n A}{2}) (10 k Ω) = - 2.31 μ V

方程式 25.

V_{I B 2} = (0.5 n A - \frac{0.4 n A}{2}) (0.99 k Ω) - (0.5 n A + \frac{0.4 n A}{2}) (10 k Ω) = - 6.70 μ V

方程式 26.

V_{I B} = m a x (|- 6.70 μ V|, |- 2.31 μ V|) = 6.70 μ V

2 输入偏置电流 (IB) 定义

2 输入偏置电流 (I_B) 定义