運(yùn)算放大器的輸入阻抗那么大，為什么還需要輸入偏置電流？1000字搞定運(yùn)放電路設(shè)計(jì)之輸入偏置電流

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想必大家都知道我們?cè)趹?yīng)用運(yùn)放搭建電路時(shí)，使用的最基本的一條設(shè)計(jì)原則就是“虛斷”，所謂虛斷就是運(yùn)放輸入電阻比較大，輸入電流就比較小，小到我們可以“忽略不計(jì)”，這個(gè)忽略不計(jì)是要打引號(hào)的，為什么呢？說(shuō)白了就是我們說(shuō)的大或是小都是相對(duì)而言的，舉個(gè)例子，一分錢(qián)相對(duì)于100元可以相當(dāng)于忽略不計(jì)，但是一分錢(qián)相對(duì)于1毛錢(qián)那就不能忽略不計(jì)了。輸入偏置電流，輸入失調(diào)電流，失調(diào)電壓，我們將會(huì)分為三篇文章講解，歡迎大家關(guān)注我，以便查閱后續(xù)文章。

所有運(yùn)算放大器都具有輸入偏置電流，也就是流經(jīng)輸入端子的電流。為什么說(shuō)是流經(jīng)呢而不說(shuō)流入，這是因?yàn)楦鶕?jù)組成運(yùn)放的輸入晶體管的類(lèi)型不同，偏置電流可以是流入或流出輸入端子。我們一般把運(yùn)算放大器的輸入偏置電流定義為運(yùn)放同相端輸入偏置電流 IB+和反相端輸入偏置電流 IB-的平均值，即（IB+ + IB-）/2。輸入失調(diào)電流 (I OS ) 等于同相端子 ( IB+ ) 處的輸入偏置電流減去放大器反相 ( IB- ) 端子處的輸入偏置電流之差。偏移電流通常比偏置電流小一個(gè)數(shù)量級(jí)。輸入偏置電流不同于為了避免負(fù)載效應(yīng)而應(yīng)該最小化的電流。該輸入偏置電流是運(yùn)算放大器正常運(yùn)行所必需的。該輸入偏置電流施加在運(yùn)算放大器的反相和同相端子上。

關(guān)于輸入偏置電流，我們可以在運(yùn)算放大器的規(guī)格書(shū)查閱具體的數(shù)值，比如下圖的input bias current參數(shù)，這個(gè)數(shù)值受溫度影響比較大。輸入偏置電流的幅度可以從 nA 到 pA級(jí)別不等。一般來(lái)說(shuō)，MOSFET 運(yùn)算放大器的偏置電流比 BJT 類(lèi)型的要小。雙極型晶體管的輸入偏置電流一般在nA級(jí)別，而MOSFET/JFET類(lèi)型的運(yùn)放一般在pA級(jí)別。

模電中大家都學(xué)過(guò)，運(yùn)放可以分為三大部分，分別是輸入級(jí)，中間級(jí)，輸出級(jí)。而輸入級(jí)一般是基于BJT（三極管）或者FET結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)尾式差分輸入。對(duì)于BJT來(lái)說(shuō)，由于三極管工作在放大區(qū)是需要提供一定的偏置電流的，因此需要提供輸入電流，一般是從nA到uA級(jí)別；對(duì)于FET來(lái)說(shuō)，由于場(chǎng)效應(yīng)管本身是場(chǎng)控器件，但還是存在一定的漏電流，但是電流非常小，一般是fA或者pA級(jí)別。大家可以記住，三極管是流控型器件，所需輸入電壓比較小，需要的輸入電流比較大，MOS管是壓控型器件，所需輸入電流比較小，需要的輸入電壓比較大，另外需要注意的是，目前運(yùn)放一般都做成了集成芯片的形式，對(duì)ESD性能是由要求的，所以有些運(yùn)放會(huì)在輸入端增加鉗位二極管做保護(hù)，大家可以參考具體的規(guī)格書(shū)，但是由于鉗位二極管的存在，增大了這個(gè)運(yùn)放輸入端漏電流的大小。

123關(guān)于運(yùn)算放大器的輸入偏置電流就講到這里，后續(xù)我們會(huì)講解輸入失調(diào)電流，失調(diào)電壓，大家記得關(guān)注查閱哦。