运算放大器电路的误差分析+.doc

- -

1. 共模抑制比 KCMR 为有限值的情况

集成运放的共模抑制比为有限值时，以下列图为例讨论。



VP=Vi

VN=Vo

共模输入电压为：

差摸输入电压为：

2.输入失调电压 V

 一个理想的运放，当输入电压为 0 时，输出电压也应为 0。但实际上它的差分输入级很难做到完

全对称。通常在输入电压为 0 时，存在一定的输出电压。

解释一：在室温 25℃及标准电源电压下，输入电压为 0 时，为使输出电压为 0，在输入端加的补偿

电压叫做失调电压。

解释二：输入电压为 0 时，输出电压 Vo 折合到输入端的电压的负值，即 V

O

|

VI=0

/A

VO

输入失调电压反映了电路的对称程度，其值一般为±1~10mV

3.输入偏置电流 I

- -

 输入偏置电流的大小，在电路外接电阻确定之后，主要取决于运放差分输入级 BJT 的性能，当它

的 β 值太小时，将引起偏置电流增加。偏置电流越小，由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也越

小。其值一般为 10nA~1uA。

4.输入失调电流 I

IO

在 BJT 集成电路运放中，当输出电压为 0 时，流入放大器两输入端的静态基极电流之差，即 I

I

BN

由于信号源内阻的存在，I

IO

会引起一个输入电压，破坏放大器的平衡，使放大器输出电压不为 0。它

反映了输入级差分对管的不对称度，一般约为 1nA~0.1uA。

反向输入端电压

因 AVO→∞，有 V

P

≈V

N

，代入得

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

当取 R2=R1||Rf 时，由输入偏置电流 IIB 引起的输入误差电压可以消除，上式可简化为

V

o

=(1+R

f

/R

+I

)

- -

当用作积分运算时，用 1/〔sC〕代替 Rf，输出误差电压为

vo(s)=[1+1/( sC R1)][V

IO

(s)+I

IO

(s)R2]

当 VIO 和 IIO 随时间变化时，即有



由此式可以看出，积分时间常数 τ=R1C 越小或积分时间越长，V

IO

在理想情况下，V

IO

可以在输入级加一调零电位器，或在输入端加一补偿电压或补偿电流，以抵消 V

的影响。

 实施电压测量时，一般要求测量仪器〔电压表〕的内阻要远高于被测电路检测点的阻抗，这样才能

测量方法：

 测量运算放大器电路的静态工作点，一般都防止直接测输入端，只测量输出端直流电压，由输出端电



推算方法如下：

工作于线性模式〔有反应电阻 Rf〕时，输出端静态电位与两个输入端静态电位相等，即：Vo=V+=V-；

V-时，Vo=Vh；当 V+＜V-时，Vo=Vl，其中 Vh 的数值接近正电源供电电压 Vcc，Vl 接近负电源供电

电压 Vdd〔单电源供电时为零电位〕，具体数值因运算放大器型号不同略有区别。

单电源运算放大器的偏置与去耦电路设计

目前在许多手持设备、汽车以及计算机等设备只用单电源供电，但是单电源容易出现不稳定问题，因此需

要在电路外围增加辅助器件以提高稳定性。在电路图 1 中展示了单电源供电运算放大器的偏置方法，用电

阻 RA 与电阻 RB 构成分压电路，并把正输入端的电压设置为 Vs/2。输入信号 VIN 是通过电容耦合到正输