运放参数的详细解释和分析-part2,如何测量输入偏置电流Ib,失调电流Ios(建议置顶)

        上一节讲了运放输入偏置电流和输入失调电流。这一节给出输入偏置电流测量方式。 总体来说主要有两种测试方法, 一种是让输入偏置电流流入一个大的电阻,从而形成一个失调电压,然后放大失调电压并进行测量,这样就可以反算出输入偏置;另一种方法是让输入偏置电流流入一个电容,用电容对这个电流进行积分,这样只要测和电容上的电压变化速率,就可以计算出运放的偏置电流。

先介绍第一种方法,具体电路如下图所示,C1是超前补偿电容以防止电路的振荡,根据实际电路选择。OP2是测试辅助运放,需选低偏置电压和低偏置电流的运放。测试步骤和原理下面一步一步进行推算。


(1)首先测试运放的失调电压。关闭S1和S2,测试出OP2运放的输出电压记下Vout 。则输入失调电压为:

(2)打开S2,待测运放的Ib+流入R2,会形成一个附加的失调电压Vos1,测试出OP2运放的输出电压记下Vout1。则运放同向输入失调电压为:

(2)关闭S2,打开S1,待测运放的Ib-流入R1,会形成一个附加的失调电压Vos2,测试出OP2运放的输出电压记下Vout2。则运放反向输入失调电压为:

(4)运放输入偏置电流为

Ib=[(Ib+)+(Ib-)]/2

 运放输入失调电流为

Ios=(Ib+)-(Ib-)

这种测试方法有几个缺点,一个是使用了很大的电阻R1和R2,一般会是M欧级,这两个电阻引入了很大的电压噪声。受到电阻R1和R2的阻值的限制,难以测得FET输入运放的偏置电流。

 第二种方法测试方法,是让运放的输入偏置电流流入电容,具体测试如下图。从图中的公式很容易理解测试的原理,这个测试的关键,是选取漏电流极小的电容。

(1)打开S1,IB+流入电容C,用示波器观察Vo的变化,结果如下图,按上图的方法就可以计算出IB+。

 

ΔV /mV

Δt /s

C /nF

Ib /nA

No.1 IB+

166

6.68

9.54

0.237072

(2)关闭S1打开S2,IB-流入电容C,用示波器观察Vo的变化,结果如下图,可以计算出IB-。

(3)再根据定义就可以计算出运放的输入偏置电流和失调电流。

 

ΔV /mV

Δt /s

C /nF

Ib /nA

No.1 IB-

44

3.22

9.54

0.13036

            这种测试方法可以测得fA级的失调电流。测试时需要选用低漏电流的电容,推荐使用极低漏电流的特氟龙电容,聚丙烯(PP)电容或聚苯乙烯电容。

            再分享一个经验,就是贴片电容在焊接过程中,由于引脚可能残留焊锡膏等杂质,会使FET运放的漏电流大大的增加。曾经测试一个偏置电流为小于10pA级的运放,由于没有对引脚 进行清洗,结果测得结果出现了很大的误差,或者叫差错,达了nA的水平了。

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