【導讀】pianzhidianliuzaiyunfangshuruduanwaibudianzuhouchanshengdianyahuiduishiyongzhezaochengmafan，chanshengxitongwucha。biruduiyuyigetongxiangdanweizengyihuanchongdianliu，ruguoxinhaoyuandianzuwei 1MΩ，那麼當   時，就會產生 10mV 的誤差
，對於任何係統這個誤差都不能被忽略。

一、偏置電流定義

理想運算放大器的輸入端口沒有電流流入流出。但實際運放器件的輸入端口存在著兩個偏置電流，即IB+和IB-。

▲ 圖1.1 運算放大器的偏置電流   

運放的偏置電流有以下特點：

運放偏置電流是一個變化的參數；

隨著器件不同，可能從 60fA（每3 流過 1 個電子）到數個微安級別；

一些運放結構具有匹配的   ，一些運放 不匹配；

有些運放中的 隨著溫度變化很小
，但是 FET運放隨著溫度每升高 10℃   增加一倍
；

有些運放的 可能會雙向流動；

在  AD549[2] 靜電計運放的   大約為 60fA，一些高速運放的偏置電流可以達到數十個微安。帶有長尾對輸入結構的 BJT 或者 FET 運放的偏置電流是單向流動。一些複雜結構（偏置補償或者電流反饋運放）內部有不同電流源，對應的偏置電流是雙向流動。

pianzhidianliuzaiyunfangshuruduanwaibudianzuhouchanshengdianyahuiduishiyongzhezaochengmafan，chanshengxitongwucha。biruduiyuyigetongxiangdanweizengyihuanchongdianliu，ruguoxinhaoyuandianzuwei 1MΩ，那麼當   時，就會產生 10mV dewucha，duiyurenhexitongzhegewuchadoubunengbeihulve。huozhedangshejizhewangjipianzhidianliuzhemeyihuishi
，shiyongdianrongouhexinhao，zedianlujiugenbunenggongzuo。yexuzaidianrongkaishichongdianshidianlugongzuo
，houmianyinqicuowushuchu。zhongyaodeshizairenheyunfangdianlushejizhongbuyaohulve   的作用
，對放大電路內部也需要時刻警惕。

二
、失調電流

輸入失調電流是指兩個偏置電流 之間的差別， 。ruguolianggepianzhidianliuyikaishijiupipeishi，shitiaodianliuhuichanshengyingxiang
，biruduiyudaduoshudianyafufankuiyunfangdianlu。ruguoduiyudianliufankuidianlu，youyupianzhidianliujiugenbenbupipei，shitiaodianliuyebuhuichanshengtaidadeyingxiang。   zaiguidaoguishuruduandianlushejizhong，youyucunzailianggebingxingdeshuruji，danggongmodianyajingguozhuanhuanquyushi
，pianzhidianliuhuigaibianfangxiang，duiyuzhezhongqijian，pianzhiheshitiaodianliuxiangduinanyidingyi
，tongchangjiandangeichuzhengfuzuidafanwei。shitiaodianliudedaxiaotongchangshipianzhidianliudeshifenzhiyizuoyou。

三、內部偏置電流抵消電路

下圖顯示了內部提供偏置電流源設計
，實際輸入偏置電流是內部偏置電流減去三極管偏置電流的差


，所以會非常小。

▲ 圖1.3.1 內部帶有偏置電流補償電路雙極性輸入級   

一些當代精密運放使用了內部偏置電流補償電路，比如大家熟悉的  OP07[3] 
、 OP27[4] 運放係列。下麵給出了這種電路的優缺點。   這種電路的優點：

失調電壓小：小於 10   ；

失調電壓漂移小：小於  /℃
；

偏置電流溫度穩定性好
；

偏置電流小：小於   ；

電壓噪聲小：小於 ；

電路的缺點：

偏置電流匹配性不好

，甚至電流流向會發生變化；

電流噪聲大；

對於高頻電路用途不大；

由於附加了輸入阻抗，會造成匹配信號源阻抗困難



；

youyushuruduanzaoshengyuanbaokuoyoushurusanjiguanjijizaoshengdianliuhebuchangzaoshengdianliu
，tamenshibuxiangguan，suoyizaoshengdenenglianghuixiangjia。tongchangqingkuangxiapianzhidianliubuchangtexingzaiqijiandeshujushoucezhongbingmeiyougeichu，zaineibudianluyuanlituzhongyebuxianshi。keyitongguoqijiandepianzhidianliuzhibiaolaiquerenshifouneibujuyoupianzhidianliubuchongdianlu。ruguopianzhidianliuzhibiaowei “±” 數值
，通常器件具有偏置電流補償電路。

四、消除偏置電流影響

當運放的偏置電流很好的匹配（對於一些雙極性輸入級，不帶內部偏置電流補償電路）的運放
，可以通過外部輸入匹配電阻 R3 (R3=R1//R2) 來抵消偏置電流的影響
，減少了附加的失調電壓誤差。當 R3 大於 1kΩshi
，tongchangxuyaobinglianyigedianronglaijiangdizaosheng。duiyupianzhidianliubupipeideyunfang
，zhezhongwaibupipeidianzudeshiyongfeidanbuqizuoyong
，youkenenghuishiwuchabiandegengzao。

▲ 圖1.4.1 消除偏置電流影響的應用電路

五
、測量失調和偏置電流

下圖給出了測量偏置電流（或者輸入失調電壓）的電路。在被測運放的輸入端串聯一個電阻 Rs 用於測量偏置電流  IB。偏置電流在串聯電阻上產生一個附加的失調電壓   。如果輸出電壓   在開始的時候已經測量記錄了，那麼   的變化就反應了   上的由於   所帶來的電壓變化。當   被測量出之後，它們的平均值 就是運放的偏置電流。   

對於一些雙極性運放， 通常選擇   ，對於 FET 輸入器件， 選擇 1000MΩ。

▲ 圖1.5.1 測量偏置電流的電路   

選擇   ，電路的輸出  

S1 閉合，測量   
；

S2 閉合，測量 ；

S1，S2 都閉合，測量
；

S1，S2 都打開，測量   ；

duiyushurupianzhidianliufeichangxiaodeyunfang，keyicaiyongjifenfangfajinxingceliang。pianzhidianliuduidianrongchongdian
，celiangshuchudianyabianhualvkeyihuodepianzhidianliudedaxiao。chongdiandianrongdeloudianliutongchangshiyongtefulong（Teflon）或者 聚丙烯（Polypropylene）電容。對於 小於 10fA 的器件，這種方法也會變得困難。

▲ 圖1.5.2 計分方法測量偏置電流

S1 打開測量   ;

S2 打開測量   ；

六、參考資料

Hank Zumbahlen, Basic Linear Design, Analog Devices, 2006, ISBN: 0-915550-28-1. Also available as  Linear Circuit Design Handbook[5] , Elsevier-Newnes, 2008, ISBN-10: 0750687037, ISBN-13: 978-750687034. Chapter 1.

Walter G. Jung,  Op Amp ApplicaTIons,[6]  Analog Devices, 2002, ISBN 0-916550-26-5, Also available as  Op Amp ApplicaTIons Handbook[7] , Elsevier/Newnes, 2005, ISBN 0-7506-7844-5. Chapter 1.

參考資料

[1]Op Amp Input Bias Current: https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-038.pdf

[2]AD549: http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2CAD549%2C00.html

[3]OP07: http://www.analog.com/en/amplifiers-and-comparators/operaTIonal-amplifiers-op-amps/op07/products/product.html

[4]OP27: http://www.analog.com/en/other/militaryaerospace/op27/products/product.html

[5]Linear Circuit Design Handbook: http://www.amazon.com/Linear-Circuit-Handbook-Engineering-Devices/dp/0750687037/ref=pd_bbs_sr_1?ie=UTF8&s=books&qid=1222800065&sr=1-1

[6]Op Amp ApplicaTIons,: http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/op_amp_applications_handbook.html

[7]Op Amp Applications Handbook: http://www.amazon.com/Amp-Applications-Handbook-Analog-Devices/dp/0750678445/ref=pd_bbs_sr_1?ie=UTF8&s=books&qid=1222800384&sr=1-1

（來源：電子發燒友，編輯：黃飛）

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