一個種不依賴昂貴檢測設(shè)備的偏置電流測試方法

本篇介紹一個種不依賴昂貴檢測設(shè)備的偏置電流測試方法，同時配合LTspice仿真增強(qiáng)理解。工程師可以在普通實驗室環(huán)境中，根據(jù)該方法調(diào)整放大器局部電路實現(xiàn)偏置電流的準(zhǔn)確測量。

如圖2.36為ADA4077的偏置電流測試電路，R1、R2是串聯(lián)在放大器輸入端的1MΩ電阻，用于感應(yīng)Ib+與Ib-，通過控制開關(guān)S1和S2通斷的狀態(tài)，分別測量Vos、Ib+、Ib-單獨或者組合情況下，作為激勵產(chǎn)生相應(yīng)的輸出直流噪聲,進(jìn)而計算出Ib+、Ib-，并最終得到Ib及Ios，測試操作如下：

圖2.36偏置電流測試電路

步驟一，測試放大器的輸入失調(diào)電壓對輸出直流誤差電壓的應(yīng)影響。將開關(guān)S1和S2全部閉合，由于兆歐級電阻R1,R2被開關(guān)短路，Ib-流經(jīng)R3、Ib+流經(jīng)R5所引起的誤差電壓相比于失調(diào)電壓誤差通常小于1%。因此，近似認(rèn)為該狀態(tài)下測量的放大器輸出電壓Vo1是由輸入失調(diào)電壓Vos所導(dǎo)致，關(guān)系如式2-18。

如圖2.37，Vo1瞬態(tài)分析結(jié)果為-34.347mV，由于Gn為1001，代入式2-18計算Vos為-34.347μV。

圖2.37 ADA4077 Vos導(dǎo)致的輸出直流誤差電壓仿真結(jié)果

步驟二，打開開關(guān)S2，開關(guān)S1保持閉合，此時待測放大器的Ib+流入R2，在放大器的同相輸入端形成一個附加失調(diào)電壓VIb+，它與放大器Vos共同在電路噪聲增益的作用下，產(chǎn)生輸出直流誤差電壓為Vo2，如式2-19。

Ib+的電流流向為:地->R5并聯(lián)R6->R2->ADA4077同相輸入端，計算Ib+如式2-20。

如圖2.38，Vo2瞬態(tài)分析結(jié)果為-710.009mV，代入式2-19可計算VIb+為-0.76495mV。再將VIb+代入式2-20，計算Ib+為0.6756nA。

圖2.38 ADA4077Vos與Ib+導(dǎo)致的輸出直流誤差電壓仿真結(jié)果

步驟三，閉合開關(guān)S2，打開開關(guān)S1，Ib-在R3與R1連接端形成另一個附加失調(diào)電壓VIb-，它與放大器的Vos共同在電路噪聲增益的作用下，產(chǎn)生輸出直流誤差電壓為Vo3，如式2-21。

Ib-的電流流向為VIb->R1->ADA4077反相相輸入端，可得式2-22。

如圖2.39， Vo3瞬態(tài)分析結(jié)果為307.316mV，代入式2-21得到VIb-為0.34166mV。再將VIb-代入式2-22，計算得到Ib-為0.341663nA。

圖2.39 ADA4077Vos與Ib-導(dǎo)致的輸出直流誤差電壓仿真結(jié)果

將Ib-、Ib+代入式2-11、2-12，計算ADA4077的輸入偏置電流、失調(diào)電流分別為：

對照圖2.2，仿真計算結(jié)果在ADA4077輸入偏置電流，失調(diào)電流的范圍中。

圖2.2 ADA4077偏置電流等靜態(tài)參數(shù)

該測試方法是包括失調(diào)電壓測量與偏置電流測量。所以，偏置電流實際測量的中同樣需要注意的供電電源的清潔等問題（參考《放大器Vos 失調(diào)電壓的測試與處理方法》），避免在測試中因為操作不當(dāng)引入誤差。

作者：鄭薈民

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：一種便于實現(xiàn)的放大器偏置電流Ib測量方法與仿真

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