名詞表

PID：proportional-integral-differential,，比例-微分-積分

CMR:Common-mode rejetion ratio共模抑制比

Offset currents and voltages失調電流與電壓

1.共模抑制比KCMR為有限值的情況

集成運放的共模抑制比為有限值時，以下圖為例討論。

VP=Vi

VN=Vo

共模輸入電壓為：

差摸輸入電壓為：

運算放大器的總輸出電壓為：vo=AVDvID+AVCvIC

閉環(huán)電壓增益為：

可以看出,，AVD和KCMR越大,，AVF越接近理想情況下的值，誤差越小,。

2.輸入失調電壓VIO

一個理想的運放,，當輸入電壓為0時，輸出電壓也應為0,。但實際上它的差分輸入級很難做到完全對稱,。通常在輸入電壓為0時，存在一定的輸出電壓,。

解釋一：在室溫25℃及標準電源電壓下,，輸入電壓為0時，為使輸出電壓為0,，在輸入端加的補償電壓叫做失調電壓,。

解釋二：輸入電壓為0時，輸出電壓Vo折合到輸入端的電壓的負值,，即VIO=- VO|VI=0/AVO

輸入失調電壓反映了電路的對稱程度,，其值一般為±1~10mV

3.輸入偏置電流IIB

BJT集成運放的兩個輸入端是差分對管的基極，因此兩個輸入端總需要一定的輸入電流IBN和IBP,。輸入偏置電流是指集成運放輸出電壓為0時,，兩個輸入端靜態(tài)電流的平均值。

輸入偏置電流的大小,，在電路外接電阻確定之后,，主要取決于運放差分輸入級BJT的性能，當它的β值太小時,，將引起偏置電流增加,。偏置電流越小，由于信號源內阻變化引起的輸出電壓變化也越小,。其值一般為10nA~1uA,。

4.輸入失調電流IIO

在BJT集成電路運放中，當輸出電壓為0時,，流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差,，即IIO=|IBP-IBN|

由于信號源內阻的存在，IIO會引起一個輸入電壓,，破壞放大器的平衡,，使放大器輸出電壓不為0。它反映了輸入級差分對管的不對稱度,，一般約為1nA~0.1uA,。

5.輸入失調電壓VIO,、輸入失調電流IIO不為0時，運算電路的輸出端將產(chǎn)生誤差電壓,。

設實際的等效電路如下圖大三角符號,，小三角符號內為理想運放，根據(jù)VIO和IIO的定義畫出,。

為了分析方便，假設運放的開環(huán)增益AVO和輸入電阻Ri均為無限大,，外電路電阻R2=R1||Rf,，利用戴維南定理和諾頓定理可得兩輸入端的等效電壓和等效電阻，如下圖所示

則可得同相輸入端電壓

反向輸入端電壓

因AVO→∞,，有VP≈VN,，代入得

Vo=(1+Rf/R1)[VIO+IIB(R1||Rf-R2)+ IIO(R1||Rf+R2)]

當取R2=R1||Rf時，由輸入偏置電流IIB引起的輸入誤差電壓可以消除,，上式可簡化為

Vo=(1+Rf/R1)(VIO+IIOR2)

可見,，1+Rf/R1 和R2越大，VIO和IIO引起的輸出誤差電壓越大,。

當用作積分運算時,，用1/（sC）代替Rf，輸出誤差電壓為

vo(s)=[1+1/( sC R1)][VIO(s)+IIO(s)R2]

當VIO和IIO隨時間變化時,，即有

由此式可以看出,，積分時間常數(shù)τ=R1C越小或積分時間越長，VIO和IIO引起的輸出誤差電壓越大,。在理想情況下,，VIO和IIO都為0時，輸出誤差電壓也為0,。

可以在輸入級加一調零電位器,，或在輸入端加一補償電壓或補償電流，以抵消VIO和IIO的影響,。

(轉自中國電子制作網(wǎng)站)