[分享] 《运输放大器参数解析与LTspice应用仿真》三、偏置电流

皓月光兮非自明   2023-11-13 14:44 楼主

3.1 偏置电流与失调电压

        偏置电流与失调电流的定义:

        真实放大器在输入管脚都会吸收少量电流。在某些应用中,这些电流可能导致误差而影响电路的精度,或者导致电路工作异常。

        放大器的输入偏置电流(Input Bias Current,Ib)定义为流过两个输入端电流的均值:

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        放大器的输入失调电流(Input Offset Current,Ios)定义为流过两个输入端对 电流之差:

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        失调电流、偏置电流所导致的电路直流噪声:是由于两输入端电流通过各自电阻网络而形成的电压差。

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        在放大器的设计当中,必须保证偏置电流具有完整的直流回路。

 

3.2 偏置电流产生的原因

        电压型反馈放大器的差分输入级晶体管包括双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。

  1. 为保证内部晶体管工作在线性区,必须提供一个基极偏置电压,或者基极电流,且在半导体制作工艺上难以实现输入级两个晶体管完全匹配,导致输入级晶体管的电流有所差别。
  2. 由于场效应管是电压控制的电流器件,所以其栅极电流是很小的。但FET输入型放大器的每个输入端都设计有ESD保护二极管,两个二极管的漏电流一般比栅极电流要大得多。

        偏置电流在简单输入结构的放大器中是单向流动的,其流动方向与输入级晶体管的类型有关。

        在复杂的输入结构(如偏置补偿和电流反馈运算放大器),偏置电流可能是两个或者两个以上内部电流源之间的差分电流,并有可能是双向流动的。

 

3.2 偏置电流处理方法

  1. 处置偏置电流首先要保证偏置电流的直流回路完整。
  2. 放大器输入端电阻要相匹配。
  3. 控制Ib流经回路的电阻阻值,或者选择低偏置电流的放大器。

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