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[参考译文] OPA211:偏置电流问题

Guru**** 1864050 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA211, OPA2210, OPA828, OPA320, LMP7721, OPA192
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/933993/opa211-the-bias-current-questions

器件型号:OPA211
主题中讨论的其他器件: OPA2210OPA828OPA320LMP7721OPA192

您好!

我是一名硬件工程师。 我对运算放大器偏置电流有一些疑问。

Q1:偏置电流由外部电路或内部电路提供?

Q2:如果偏置电流由外部电路提供、对于 反相放大器电路:

 如下图所示、VG1和 VF1可以向2引脚提供偏置电流?

3引脚连接到 GND、谁可以向3引脚提供偏置电流?  我不认为 GND 可以为3引脚提供偏置电流。

 

                                             FIG1

Q3:对于 相位放大器电路、如 FIG2以下所示、VF2可以向2引脚提供偏置电流?

                                FIG2

Q4:输出失调电压 仅受 偏置电流部分的影响:对于 FI1,Vos= IBIAS*(R1//R2)*增益;对于 FIG2, Vos= IBIAS*(R4//R5)*增益,正确吗?

如果正确、我想知道 它为什么是(R1//R2)值和 (R4//R5)值? 如何计算?

Q5:我使用 R3 (图1)和 R6 (图2)来消除偏置电流 的影响、对吧?   

如果正确、为什么 R3=R1//R2和 R6=R4//R5?   如何 获取和 推导  公式?

Q6:我观看 了 TI 高精度实验室。 我有一个如下问题:偏置电流的偏移电压为: VIB=IB*REQ+IB*Rin。  但是 Vib=IB*REQ-IB*Rin 不正确? 为什么? 如何 获取和 推导  Vib 公式?

 



Q7:如何为偏置电流选择 TIA 运算放大器? 偏置电流小于输入电流? 为什么? 如果偏置电流高于输入电流、会发生什么情况?

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    您好!

    BJT 输入的输入偏置电流分别为 CMOS 或 JFET 输入的泄漏电流自动流动。 但是、您必须通过提供连接到信号接地的电流路径来确保该电流能够流动。 因此、输入偏置电流可以流入或流出信号接地或电源电压、也可以流入或流出 OPAMP 的输出。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的回复。  但我有7个问题,我认为你的答覆很简单,我不明白你的意思。  

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    您好!

    你不能理解的是:-)

    Kai

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    您好!

    我有7个问题。 如果你想帮助我回答问题,我希望我能逐一得到7个答案。 并非简单的答复。  

    我需要详细答复。

    但是、我需要一位 TI 专家来回答我的问题。

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    您好!

     TI 专家能帮我解释一下吗?

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    您好、user4674678、

    Q2:如果偏置电流由外部电路提供、对于 反相放大器电路: 如下图所示、VG1和 VF1可以向2引脚提供偏置电流? 3引脚连接到 GND、谁可以向3引脚提供偏置电流?  我不认为 GND 可以为3引脚提供偏置电流。

    我不确定您是否意识到您在电路中展示的是 OPA2111传统音频运算放大器、但我认为您希望使用的是 OPA211、如 e2e 标题所示。 此外、OPA211 的最小电源电压为+4.5V、因此+3V 过低、无法为其供电。 然后、如果您确实使用电平合适的单电源、则 必须观察输入共模范围和相对于接地的输出摆幅范围。

    是的、VG1和 VF1提供 了输入电流至反相输入的路径。 当 VS <±5V 时、同相输入必须设置为 OPA211的额定共模电压(VCM)范围(V–)+ 2至(V+)–1.4内的电压电平。其输入电流将由该电压源提供。 如果使用双电源并且同相输入端接地(Vcm = 0V)、那么接地端确实可以通过 OPA211输入电路提供或灌入电流。

    Q3:对于 相位放大器电路、如 FIG2以下所示、VF2可以向2引脚提供偏置电流?

    注意到电路的问题不正确并进行了校正、信号源将为同相输入提供输入偏置电流。

    Q4:输出失调电压 仅受 偏置电流部分的影响:对于 FI1,Vos= IBIAS*(R1//R2)*增益;对于 FIG2, Vos= IBIAS*(R4//R5)*增益,正确吗? 如果正确、我想知道 它为什么是(R1//R2)值和 (R4//R5)值? 如何计算?

    不可以、总输出参考电压偏移是运算放大器的输入电压偏移、 每个流经各自电阻路径的输入偏置电流以及乘以它们的增益的组合。 请参阅:

    https://training.ti.com/zh-tw/system/files/docs/1100%20-%20Vos%20and%20Ib%20-%20exercises-and-solutions_0.pdf

    Q5:我使用 R3 (图1)和 R6 (图2)来消除偏置电流 的影响、对吧?   

    您添加的与同相输入串联的电阻器可用于降低输入电流沿相同方向流动的运算放大器的输入偏置电流流经反相输入的等效电阻(Ri || RF)而引入的电压偏移。 这对于不使用任何特殊输入偏置电流消除的双极输入运算放大器而言很常见。 使用偏置电流消除的 FET 输入运算放大器和双极输入运算放大器可能具有反向流动的输入电流。 添加 串联电阻器可能会降低失调电压或增加失调电压、具体取决于两个输入偏置电流的幅度。 一般而言、我们不建议在任何运算放大器电路中添加此电阻器、因为输入偏置电流通常非常低。 当运算放大器输入为严格双极时、通常会添加该电阻器、并且其输入电流通常为几十微安!

     Q6:我观看 了 TI 高精度实验室。 我有一个如下问题:偏置电流的偏移电压为: VIB=IB*REQ+IB*Rin。  但是 Vib=IB*REQ-IB*Rin 不正确? 为什么? 如何 获取和 推导  Vib 公式?

    通过每个输入的输入偏置电流(IB)的方向将影响它们对输出参考偏移的单独贡献是总和还是差异。 看看我提供的链接。 TI 高精度 实验室-运算放大器在这个主题上非常完整。

    Q7:如何为偏置电流选择 TIA 运算放大器? 偏置电流小于输入电流? 为什么? 如果偏置电流高于输入电流、会发生什么情况?

    选择用于瞬态放大  器的运算放大器时、通常应确保其输入偏置电流比电流源(通常为光电二极管)产生的电流低数十倍。 这样做有助于防止运算放大器加载电流源并引入 误差。 这就是 JFET 和现在 CMOS FET 输入运算放大器最常用于应用的原因。 诸如 OPA2210之类的较新的超 β 双极输入运算放大器具有非常低的输入偏置电流、但并不像 FET 输入运算放大器那样低。 如果电流源产生的输出电流远高于其偏置电流、它们肯定会起作用。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    你好

    关于 TIA 的问题、Thomas 答对了、因为通常是 JFET 或 CMOS 输入才是不错的选择。 然而、即使在这两种工艺技术中、选择范围也可能相当广泛。 LMP7721是业内 IB 值最低的运算放大器之一、如果应用需要宽温度范围、这款放大器非常适合。 如果温度得到良好的抑制、那么 OPA320是一个不错的选择、因为它具有低 Ib 和快速稳定。 现在、这些是低电压运算放大器、如果需要更高的电源(高达36V)、则像 OPA828这样的 JFET 将与 OPA192 (CMOS)一样适用。