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運(yùn)放輸入偏置電流測(cè)量,輸入偏置電流Ib,失調(diào)電流Ios介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-08-26 14:38:36
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運(yùn)放輸入偏置電流測(cè)量,輸入偏置電流Ib,失調(diào)電流Ios介紹
Ib-,Ib+為運(yùn)放兩輸入端的偏置電流,也可以叫做偏置電流。而我們所說(shuō)的運(yùn)放輸入偏置電流通常為兩者的平均值,運(yùn)放輸入失調(diào)電流為兩者的差值,應(yīng)能做到準(zhǔn)確的區(qū)分出三者的不同。
輸入偏置電流測(cè)量方式,總體來(lái)說(shuō)主要有兩種測(cè)試方法,一種是讓輸入偏置電流流入一個(gè)大的電阻,從而形成一個(gè)失調(diào)電壓,然后放大失調(diào)電壓并進(jìn)行測(cè)量,這樣就可以反算出輸入偏置;
另一種方法是讓輸入偏置電流流入一個(gè)電容,用電容對(duì)這個(gè)電流進(jìn)行積分,這樣只要測(cè)得電容上的電壓變化速率,就可以計(jì)算出運(yùn)放的偏置電流。
第一種方法
具體電路如下圖所示,C1是超前補(bǔ)償電容以防止電路的振蕩,根據(jù)實(shí)際電路選擇。OP2為測(cè)試輔助運(yùn)放,需選低偏置電壓和低偏置電流的運(yùn)放。測(cè)試步驟和原理下面一步一步進(jìn)行推算。
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
(1)首先測(cè)試運(yùn)放的失調(diào)電壓。關(guān)閉S1和S2,測(cè)試出OP2運(yùn)放的輸出電壓Vout 。則輸入失調(diào)電壓為:
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
(2)打開(kāi)S2,待測(cè)運(yùn)放的Ib+流入R2,會(huì)形成一個(gè)附加的失調(diào)電壓Vos1,測(cè)試出OP2運(yùn)放的輸出電壓Vout1。則運(yùn)放同向輸入失調(diào)電壓為(疊加定理的思想):
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
(3)關(guān)閉S2,打開(kāi)S1,待測(cè)運(yùn)放的Ib-流入R1,會(huì)形成一個(gè)附加的失調(diào)電壓Vos2,測(cè)試出OP2運(yùn)放的輸出電壓Vout2。則運(yùn)放反向輸入失調(diào)電壓為:
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
(4)運(yùn)放輸入偏置電流為
Ib=[(Ib+)+(Ib-)]/2
運(yùn)放輸入失調(diào)電流為
Ios=(Ib+)-(Ib-)
這種測(cè)試方法有幾個(gè)缺點(diǎn),一個(gè)是使用了很大的電阻R1和R2,一般會(huì)是M歐級(jí),這兩個(gè)電阻引入了很大的電壓噪聲。受到電阻R1和R2的阻值的限制,難以測(cè)得FET輸入運(yùn)放的偏置電流。
第二種方法
第二種方法測(cè)試方法,是讓運(yùn)放的輸入偏置電流流入電容,利用i=c*du/dt的思想,具體測(cè)試如下圖。從圖中的公式很容易理解測(cè)試的原理,這個(gè)測(cè)試的關(guān)鍵,是選取漏電流極小的電容。
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
(1)關(guān)閉S2打開(kāi)S1,IB+流入電容C,用示波器觀察Vo的變化,結(jié)果如下圖。按上圖的方法就可以計(jì)算出IB+。
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
(2)關(guān)閉S1打開(kāi)S2,IB-流入電容C,用示波器觀察Vo的變化,結(jié)果如下圖。就可以計(jì)算出IB-,見(jiàn)下表。
運(yùn)放 輸入偏置電流 測(cè)量
這種測(cè)試方法可以測(cè)得fA級(jí)的失調(diào)電流。測(cè)試時(shí)需要選用低漏電流的電容,推薦使用極低漏電流的特氟龍電容,聚丙烯(PP)電容或聚苯乙烯電容。
一個(gè)經(jīng)驗(yàn)(from Wayne Xu),貼片電容在焊接過(guò)程中,由于引腳可能殘留焊錫膏等雜質(zhì),會(huì)使FET運(yùn)放的漏電流大大的增加。曾經(jīng)測(cè)試一個(gè)偏置電流為小于10pA級(jí)的運(yùn)放,由于沒(méi)有對(duì)引腳進(jìn)行清洗,結(jié)果測(cè)得結(jié)果出現(xiàn)了很大的誤差,或者叫差錯(cuò),達(dá)到了nA的水平了。
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