运算放大器关键指标
📅 2026/7/21 16:48:38
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1.输入失调电压VOS(Voltage offset )
定义:在运放开环使用时,加载在两个输入端之间的直流电压使得放大器直流输出电压为 0。也可定义为当运放接成跟随器且正输入端接地时,输出存在的非0电压。
优劣范围:1µV以下,属于极优秀的。100µV以下的属于较好的。最大的有几十
mV。![]()
任何一个放大器,无论开环连接或者反馈连接,当两个输入端都接地时,理论 上输出应该为 0,但运放内部两输入支路无法做到完全平衡,导致输出永远不会是0。此时 保持放大器负输入端不变,而在正输入端施加一个可调的直流电压,调节它直到输出直流 电压变为 0V,此时正输入端施加的电压的负值即为输入失调电压,用VOS 表示。但是,多 数情况下,输入失调电压不分正负,生产厂家会以绝对值表示。![]()
2.失调电压漂移Vosd(Offset Voltage Drift)
定义:当温度变化、时间持续、供电电压等自变量变化时,输入失调电压会发生变
化。输入失调电压随自变量变化的比值,称为失调电压漂移。
因此,有三种漂移量存在:
1)输入失调电压变化相对于温度变化的比值。是指定温度范围内的平均值,以µV/°C
为单位,用符号ΔVOS/ΔT或者dVOS/dT表示。
2)相对于时间的比值,以µV/MO为单位,含义是每月变化多少微伏。没有明确的符
号,通常用文字表示。本文暂用dVOS/dMO表示。
3)相对于电源电压变化的比值,以µV/V为单位,含义是调好的放大器,当电源电压
发生1V变化,会引起失调电压的变化。没有明确的符号,常用文字表示。此数值在很多
放大器数据手册中没有体现。
优劣范围:0.002µV/°C到几十µV/°C
3.输入偏置电流(Input bias current,IB)
定义:当输出维持在规定的电平时,两个输入端流进电流的平均值。
优劣范围:60fA~100µA。数量级相差巨大,这取决于运放输入端结构,FET 输入的会
很小。
理解:运放的两个输入端并不是绝对高阻的,本项指标主要描述输入端流进电流的数
量级。比如某个运放在接成跟随器且正输入端接地情况下,正输入端存在流进电流
1.3nA,即图 2-2 中IB1=1.3nA,负输入端存在流进电流 0.6nA,即图 2-2 中IB2=0.6nA,那
么该运放的输入偏置电流IIB即为 0.95nA。
后果:第一,当用放大器接成跨阻放大测量外部微小电流时,过大的输入偏置电流会
分掉被测电流,使测量失准。第二,当放大器输入端通过一个电阻接地时,这个电流将在
电阻上产生不期望的输入电压。
对策:为避免输入偏置电流对放大电路的影响,最主要的措施是选择 IB较小的放大
器。有很多FET输入运放可以实现这个要求。但是需要注意,高速运放且IB较小的运放比
较难选择,数量极少。ADI公司的ADA4817-1/-2,带宽1050MHz,IB约为2pA,单位增
益稳定。
4. 输入失调电流(Input offset current,IOS)
定义:当输出维持在规定的电平时,两个输入端流进电流的差值。
优劣范围:20fA~100µA。数量级相差巨大,这取决于运放输入端结构,FET 输入的会
很小。
理解:需要注意的是,这是数值的大小一般与该芯片的偏置电流相当。这很像一个班
级的考试分数,平均大于 70 分,最大值与最小值差值大约也是 70 分(100 分-30 分)。我
们很少见到奇怪的现象:偏置电流是失调电流的 10 倍,说明其一致性太好了。
后果:失调电流的存在,说明两个输入端客观存在的电流有差异,后面将要所述的,
用外部电阻实现匹配抵消偏置电流影响的措施,在此就失效了。
输入失调电压 VOS、输入偏置电流 IB、输入失调电流 IOS。
它们三个都是调皮鬼,理论上都应该为 0,但是实际上总是不为 0,影响放大器的正常工
作。它们的影响主要表现在两个方面:第一,在放大器0输入电压时,导致输出不为0,
这来自于输入失调电压,以及某些情况下偏置电流和失调电流。第二,在电流检测时,影
响检测精度,这主要来自于输入偏置电流。
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