调节静态工作点出现输出信号失真(如何调整设计偏置电路的静态工作点)

导语：静态参数-输入偏置\失调电流

理想运放的输入阻抗无穷大，但实际上运放的输入端还是会流入一定的电流的，所以有时候我们设置运放输入电阻的时候不能太大，否则运放对信号的运算将产生误差。

| 先看一个跟随器 |

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如上图，运放的两个输入端有电流，说好的运放输入阻抗无穷大的，它怎么还有电流呢？下面我们引出两个运放的非理想参数：输入偏置电流IB、输入失调电流IOS。

| IB、IOS定义 |

输入偏置电流IB：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。所以上图的IB=(932.A+1.431nA)/2=1.182nA.

输入失调电流IOS：当输出维持在规定的电平时，两个输入端流进电流的差值。所以上图的IOS=1.431nA-932.A=0.499nA.

| 运放电路为什么要匹配电阻 |

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1. 如上图，我们经常会看到运放电路会多一个电阻Rp，它与运放电路的增益无关且Rp=R1//R2，我们常叫它匹配电阻。

2. 从感觉上来说，运放的两个输入端应该是一模一样的，体现在两端阻抗也应该相等，所以加这个匹配电阻符合我们的想象。直接看上图从电路原理也是可以推导它的，这里不赘述，想了解推导过程的同仁可以给我留言。

3. 假如知道推导过程的话，还可以知道（R1//R2）越小，IB和IOS引起的误差也越小，这也是我们提倡运放外围电阻不应该太小的其中一个原因，但是还需要与功耗做出折衷。

4. 顺便说一下，运放外围电路的电阻如果太大的话，回路电流就很小，那么信号是容易被电磁场干扰的。特别是PCB布线长的时候，PCB走线就像一根天线会吸收来自空间的电磁噪音。

5. 最后，电阻的常用阻值总是有限的，通常我们也不会去找厂家定制一款特定阻值的电阻，这会使成本直线上升。同时我们总希望BOM清单上元器件的种类越少越好，这有利于采购的谈判。假如出现计算的Rp是一个奇怪的阻值时，可以直接用R1并上R2来代替。

| 输入偏置电流IB太大有什么后果 |

有时候我们用跨阻放大器（I-V）来完成对微小电流信号的放大。因为用电阻直接将电流信号转换为电压信号的话，如果电阻太小了信号源可能带不动，而电阻太大了引入的电阻热噪声也很大。所以有如下图跨阻放大器，利用反馈电阻1M将电流转化为电压。

· 跨阻放大器 ·

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1. 如上图，如果运放的IB过大，那么光敏传感器本来微弱的电流将一部分被运放的IB吃掉而不能更多地流向反馈电阻，会增大误差。

2. 还有一种情况（非以上跨阻放大器），当放大器输入端通过一个电阻接地时，这个IB电流将在电阻上产生输入电压，这也是一个误差。

3. 解决这些问题最主要的措施是选择IB较小的运放，通常来说FET输入的运放IB比较小。顺便说一下，了解运放的分类是有必要的，比如按工艺、精度、速度、功耗分类它们各有什么区别。

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