运放输入端所接电阻要平衡目的是使集成运放两输入端的对地直流电阻相等,运放的偏置电流不会产生附加的失调电压 但有些电路对失调电压要求并不高,例如茭流音频放大器有些运放偏置电流很小,即使输入端电阻不平衡也不会对失调电压产生什么影响这些电路就可以不要求 输入端电阻平衡。
以反相放大器来说明平衡电阻的作用如图所示。
若运放为理想运放输入为0时,则:
但实际运放有失调电压(VIO)失調电流(IIO),输入偏置电流(IIB)依据失调电流,输入偏置电流的定义有:
在反相端用KCL,有:
考虑到失调电压实际反相端电壓为:
将所有参数代入,解得:
此时由输入偏置电流IIB产生的失调电压为0
1、为了保证输入阻抗匹配一般需要配合适的电阻。
2、为了减小输入电流失调原则上同相端电阻等于接反相端那两个电阻的并联值。实际应用中由于闭环的结果,尤其在深负反馈条件下失调在输出端并不明显,失调不是主要矛盾时同相接地电阻常省去。从运放工作在最好状态的意义出发还是要那个电阻。同相接地电阻只对双极运放有作用对 MOS 型的运放没意义。
3、接地输入端接电阻:阻抗对称匹配。高频必须用
4、理解运放偏置电流與失调电流
运放输入端都会有偏置电流 IB+,IB-两个偏置电流之均值定义为偏置电流 IB,之差为失调电流 Ios 对于 IB》》Ios 的运放两个输入电阻 Rs+,Rs-匹配可以减小 IB 流过电阻造成的误差但精密运放往往将IB 补偿到最小IB,Ios 相近加匹配电阻反而增加误差 。
5、为了输入端存在偏置电流而設置的其目的是让同相和反相
两个输入端看出去的阻抗相等, 以便“预定”两个输入端“相等”的偏置电流在它们产生的压降也相等起到相互抵消的作用。
二、运放平衡电阻计算
三、输入平衡电阻详解
把运放接成反相放大器设输入电阻为R1,反馈电阻為Rf先假设同相端没有接平衡电阻,直接连接到地设运放输入偏置电流为IB(同相端和反相端相同),流过R1和Rf的电流分别为I1和If反相端电壓为V-,运放增益为A那么在反相端运用KCL,有(设输入信号为0):
此时运放的输出电压为:
如果同相端通过一个电阻R2到地且R2=R1//Rf,那么同相端电压为:
对反相端运用KCL有(设输入信号为0):
(0-V-)/R1+(A×(V+-V-)-V-)/Rf=IB 此时运放输出电压为:
Vo=0 (2) 对比(1)(2)式可以看出平衡电阻的作用。