模拟电路系列分享-运放的关键参数2

news2024/11/24 18:52:18

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概要

整体架构流程

技术名词解释

1.输入偏置电流:

 2.输入失调电流

技术细节

总结;


概要

提示:这里可以添加技术概要

实际运放与理想运放具有很多差别。理想运放就像一个十全十美的人,他学习100 分,寿命无限长,长得没挑剔,而实际运放就像我们每一个个体,不同的人具有不同的特点。要理解这些差别,就必须认识实际运放的参数。

整体架构流程

提示:这里可以添加技术整体架构

图是用于描述实际运放几个关键参数的等效模型。模型中,第一个黄色运放是一个近似的理想运放,只有A。不是无穷大,其余都是理想的。第二个运放是一个理想运放,它组成了一个电压跟随器。我们结合这个模型,由重要到次要,依序介绍运放的几个关键参数。

 

技术名词解释

1.输入偏置电流:

除前述的输入失调电压外,实际运放的两个输入端,在正常工作时,始终存在不为O的静态流进电流,如图 所示。对BJT组成输入级的运放,这个电流就是差动输入级晶体管的基极电流l:,没有它,差动输入级晶体管就没有合适的静态工作点,因此对BJT组成输入级的运放,此值是不小的。对于场效应管组成输入级的运放,这个电流是输入级晶体管的门极静态漏电流,因此此值很小。
因此,根据LM324给出的典型值 3mV,最大值7mV,面对手中拿着的那颗LM324,你可以得出如下结论︰
1)在标准测试条件下,该运放的输入失调电压可能是正值,也可能是负值,但其绝
对值不会超过7mV。
2)在标准测试条件下,该运放的输入失调电压绝对值小于3mV的概率为68.27%。当然,真正的生活不会如此精确。不同生产厂家对此的操作方法是不同的。但是,有两点是确定的,第一,最大值是一定数量样本中测量获得的;第二,典型值是按照概率获

 在图中,正输入端流进电流定义为le,负输入端流进电流定义为le。输入偏置电流是两者的平均值

 

    对一个正常工作的运放,其偏置电流并不是固定的。数据手册给出的仅仅是特定状态下的测量值。偏置电流主要受到温度、共模电压的影响。多数情况下,温度越高,偏置电流越大。共模电压是指实际工作时,两个输入端的共模电压,它对偏置电流的影响,随不同运放而不同,可以通过查阅数据手册获得。

 2.输入失调电流

输入失调电流,是两个输入端静态电流的差值,一般没有正负区别,

多数情况下,输入偏置电流与输入失调电流近似相等,或者维持在一个数量级。BJ组成的运放,特别是高速运放,其偏置电流可能大到几十uA,而高阻型精密运放,其偏置电流可以小到几十fA,两者相差10°倍。

3.等效失调电压

    等效输入失调电压,能够精确反映输入信号和失调之间的关系,具有重要的衡量价值。比如一个电路的等效输入失调电压为100uV,用于测量1Ⅳ左右的直流电压,失调电压(-100uV~100uV)只占输入信号的0.01%,不会构成较大的误差。当将其用于测量1mV左右的直流电压,则会引入±10%的误差根源。

技术细节

提示:这里可以添加总结

输入失调电压、两个端子的输入偏置电流、输入失调电流,都以直流量形式存在。它们共同作用,会影响电路的静态输出电压,即它们合并产生输出失调电压。,是同相、反相比例器输入等于О时的共同电路,可以解释这三者对输出失调电压的影响。

从上述分析可以看出,决定输出失调电压大小的有三个因素︰独立的输入失调电压,以及相互有关联的偏置电流和失调电流,而后面两个因素,又与外部电阻相关。
理论上,在不改变电路增益(由电阻R和R决定)情况下,可以通过选择电阻RMwATCH ,使得括号内代数和等于О,也就使得输出失调电压等于OV,这看起来很完美,但却是梦想。原因在于,对于确定的运放,仔细选择电阻,有可能将输出失调电压调整到OV,但温度一变,或者换一颗运放,输入失调电压和偏置电流都会变化,刚才调好的,就都作废了,甚至会出现更差的状况——原本是一正一负抵消,现在可能是两负。
也有人提出了另一种的想法,试图将电流带来的影响降至最低,即将括号内后⒉项调为0,他的基本思想是,假设正端偏置电流ls.等于负端偏置电流lB

总结;

以上三点可以解决绝大多数问题。在此情况下仍不能满足设计要求时,才可以考虑匹配电阻抵消的方法︰选择失调电流小的芯片,或者利用已经选好的芯片的失调电流较小的特点,利用外部电阻的匹配,将偏置电流带来的影响减至最小。
 

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