01.输入偏置电流和输入失调电流
众所周知，理想运放是没有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios 的。但每一颗实际运放都会有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios 。我们可以用下图 1 中的模型来说明它们的定义。由于运放两个输入极都有漏电流的存在。我们可以理解为，理想运放的各个输入端都串联进了一个电流源，正相输入端表示为：Ib+，反向输入端定义为：Ib-。这两个电流源的电流值一般为不相同。也就是说，实际的运入，会有电流流入或流出运放的输入端的（与理想运放的虚断不太一样）。输入偏置电流Ib就定义这两个电流的平均值，这个很好理解。说完定义，下面我们要深究一下这个电流的来源。那我们就要看一下运入的输入级了，运放的输入级一般采用差分输入。采用的晶体管，要么是双极型晶体管BJT，要么是场效应管FET。如下图 2 所示，对于BJT，要使其工作在线性区，就要给基极提供偏置电压，或者说要有比较大的基极电流，也就是常说的，三极管是电流控制器件。那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的基极电流，由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配，所以这两个管子Q1和Q2的基极电流总是有这么点差别，也就是输入的失调电流。BJT型输入的运放这两个值还是比较大的，进行电路设计时，不得不考虑。而对于FET输入的运放，由于其是电压控制电流器件，可以说它的栅极电流是很小很小的，一般会在fA级。但是，它的每个输入引脚都有一对ESD保护二极管。这两个二极管都是有漏电流的，这个漏电流一般会比FET的栅极电流大的多，这也成为了FET输入运放的偏置电流的来源。当然，这两对ESD保护二极管也不可能完全一致，因此也就有了不同的漏电流，漏电流之差也就构成了输入失调电流的主要成份。- 输入偏置电流会流过外面的电阻网络，从而转化成运放的失调电压，再经运放后就到了运入的输出端，造成了运放的输入误差。这也就说明了，在反向放大电路中，为什么要在运放的同相输入端连一个电阻再接地的原因。并且这个电阻要等于反向输入端的电阻和反馈电阻并联后的值。这就是为了使两个输入端偏置电流流过电阻时，形成的电压值相等，从而使它们引入的失调电压为0。
- 再有一点，对于微小电流检测的电路，一般为跨阻放大电路，如光电二极管的探测电路，一般有用光信号都比较微弱转化的光电源信号更微弱，常常为nA级甚于pA级。这个电路的本意是想让光电流向反馈电阻流动从而在放大电路输出端产生出电压。如果选用的运放的输入偏置电流过大，刚这个微弱的光电流会有一部分流入到运放的输入端，而达不到预设的I/V线性转化。
- 还需要注意的一点，许多运放的输入失调电流会随着温度的变化而变化，如果设计的系统是在很宽的温度范围内工作，这一因素不得不考虑。
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首次发布时间：2023-06-09
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