为什么运放需要平衡电阻？——失调电压和偏置电流的解决方案

为什么运放需要平衡电阻？——失调电压和偏置电流的解决方案

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/yybyybds/article/details/139865680

在电子工程领域，运算放大器（运放）是应用最为广泛的器件之一。然而，在实际应用中，运放往往会出现失调电压和偏置电流等问题，这些问题会严重影响电路的性能。本文将详细介绍失调电压和偏置电流的产生原因、影响以及相应的解决方案。

失调电压

理想情况下，当运放的输入两端接地时，输入与输出之间应该没有电压。但由于运放内部结构的影响，实际上会在输入与输出之间产生一个微小的电压，这个电压可能为正也可能为负，称为失调电压。

一般来说，通用运放的失调电压在几毫伏（mV）量级，而精密运放的失调电压可以低至几微伏（μV）量级。例如，如果失调电压为0.1mV，当信号输入为1mV时，0.1mV的失调电压就会产生较大的影响。此外，温度变化也会影响失调电压的大小。在精度要求较高的应用场景中，可以选用高精度运放来减小失调电压的影响。

偏置电流

理想情况下，运放的输入阻抗为无穷大，因此输入端不应该有电流流过。但在实际应用中，运放的输入端会有微小的电流流入，这个电流称为偏置电流。偏置电流的大小取决于运放的内部结构。

当运放接通电源后，即使没有信号输入，偏置电流也会流经反馈电阻（Rf），从而在输出端产生一个电压，影响输出信号的准确性。例如，假设偏置电流为Ib，根据欧姆定律，输出端会产生电压Vo=-Ib*Rf。

为了解决偏置电流带来的影响，可以在电路中加入平衡电阻（Rc）。通过合理选择平衡电阻的阻值，可以抵消偏置电流的影响。具体来说，当Rc=R1||Rf（R1和Rf的并联电阻）时，可以有效抵消偏置电流的影响。

应用示例

以电压跟随器为例，理想情况下，电压跟随器的输入输出电压应该完全相同。但由于偏置电流的影响，实际输出电压可能会有所偏差。例如，当偏置电流为10nA，反馈电阻为100kΩ时，输出电压会比输入电压高1mV。通过在运放的负输入端添加一个1MΩ的平衡电阻，可以有效减小偏置电流的影响。

总结

1. 失调电压可以通过选用高精度运放来减小。在精度要求不高的场合，也可以使用普通运放。
2. 偏置电流的影响可以通过添加平衡电阻来减小。合理选择平衡电阻的阻值，可以有效抵消偏置电流的影响。