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作者:Bruce Trump,德州仪器 (TI)
上次,我们讨论了输入偏置电流消除电阻器的使用,使用它的目的是对运算放大器两个输入端的电源电阻进行平衡。讨论的结论是,通常情况下这种方法并无必要,甚至是有害的。本文将以前篇博文为基础,因此您可能需要首先阅读前一篇文章。
在上次的文章结尾我曾说过,这种方法肯定不适合某些运算放大器。一些双极输入晶体管 (BJT) 放大器拥有内部输入偏置电流消除功能。它们都有电流源 I1 和 I2,其为输入晶体管对提供基极电流。我们可以通过将匹配基极电流小心地映射到运算放大器输入端中来得到这些电流。
尽管这些电流精确匹配输入晶体管的基极电流(通常在几个百分点以内),但是它们并不理想。它们留下一个可能为正也可能为负的小剩余输入偏置电流。两个输入端的这种剩余电流可能差异非常大,它们的极性甚至是相反的。电源电阻匹配(请参见图 1)的任何潜在好处都取决于输入偏置电流近似匹配。内部输入偏置电流消除让这种方法变得毫无用处。
哪些运算放大器拥有输入偏置电流消除呢?产品说明书有时并没有清楚地表明这一点。但是,我们一般可以通过查看输入偏置电流规范的详细内容来进行了解。
图3a显示了 OPA209 的输入偏置电流规范,它是一款具有输入偏置电流消除功能的低噪声运算放大器。您首先需要注意的是,输入偏置电流前面会有一个±符号,其表示电流流动的方向。还要注意,输入偏移电流规范与输入偏置电流的量级相同(使用这种运算放大器时实际上完全一致)。这些规范表明,这款器件具有内部输入偏置电流消除功能。
图 3b 显示了 OPA209 的假设规范,假定其没有偏置电流消除功能。请注意,它的输入偏置电流要高得多。现在,由于两个输入偏置电流大约相等,因此输入偏移电流比输入偏置电流小得多。根据不同的电路和应用,这种假设运算放大器可能会受益于偏置电流消除电阻器的使用,如图 1 所示。
内部输入偏置电流消除功能,通常见于一些具有双极 (BJT) 输入晶体管的精密、低噪声运算放大器。如果没有这种功能,便会出现令人讨厌的高输入偏置电流。得益于这种内部消除功能,这些放大器在电路中的应用范围大大扩大。
您曾经设计过一些输入偏置电流极性已知的电路吗?使用这些消除输入器件并不明智,对吧?
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Bruce
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