测试运算放大器的输入偏置电流
197 浏览量
2020-07-28
15:23:58
上传
评论 1
收藏 79KB PDF 举报
测试运算放大器的输入偏置电流测试运算放大器的输入偏置电流
在本系列第 1 部分《电路测试主要运算放大器参数》一文中，我们介绍了一些基本运算放大器测试，例如失调
电压 (VOS)、共模抑制比 (CMRR)、电源抑制比 (PSSR) 和放大器开环增益 (Aol)。本文我们将探讨输入偏置电
流的两种测试方法。选择哪种方法要取决于偏置电流的量级。我们将介绍器件测试过程中需要考虑的各种误差
源。本系列的下篇文章将介绍一款可配置测试电路，其可帮助您完成本文所介绍的所有测量
产品说明书通常为运算放大器的非反相输入与反相输入（iB+和 iB-）分别提供了一个偏置电流列表。这两个输入的区别就是输
入失调电流 IOS。在工作台上，您可能会忍不住使用图1a中的电路来测试正输入偏置电流，因为该配置下的放大器很稳定，
这种方式有效。
图1.使用图 (a) 中的电路测量运算放大器非反相输入端的输入偏置电流。在图 (b) 中增加一个环路放大器，可在针对反相输入
端进行测量时保持运算放大器的稳定性。图 (c) 中的电路可测量任何输入端的偏置电流。继电器可决定电路配置。
可惜，在测量负输入偏置电流时，没有保持放大器稳定性的简单方法。然而，可增加一个环路放大器保持被测试器件的稳定
性，这样可使用静电计测量偏置电流，如图1b中的电路所示。这个电路就是在第 1 部分中我们用来测试 VOS的双放大器测试
环路，但有一个不同的连接。
我们将两个放大器的输入颠倒过来，以保持被测试器件的稳定性。虽然这种方法对工作台测试很管用，但静电计的速度太慢，
不适合用于高速生产测试。我们在生产测试中使用的方法是 VOS测试的修改方案。为了测试输入偏置电流 (IB)，我们为电路
添加了继电器和电阻器（或电容器）。请见图1c中的电阻器 RB。
为了讨论起见，我们使用双运算放大器测试环路来描述该测试。不过，本技术同样也适合第 1 部分中介绍的两种测试环路。
我们为图 1c 中被测试器件的每个输入都添加了一个继电器和电阻器。
在继电器 K2 和 K3 闭合时，我们可使用第 1 部分介绍的 VOS测量技术测量和保存 VOUT值。公式1根据 RIN、RF和 VOS定
义了 VOUT。
公式 1
对公式1进行变换后，可得到用于计算 VOS的公式2。
公式 2
接下来，我们打开 K2，进行另一项测量，得到 VOUT(IB-)。测得的电压由被测试器件的失调电压以及流过电阻器 RB的输入
偏置电流引起，可表示为公式3。
公式 3
我们现在可求解 iB-，等式两边同时除以 (RIN+RF)/RIN，得到公式4。
公式 4
公式 5
然后，在公式4两边同时减去被测试器件的失调电压，得到公式5。
最后，在公式5两边同时除以 RB，计算 IB- 的值。
公式 6
图2.在测量小于几百微微安的偏置电流时，应在电路中使用电容器，并使用万用表测量一系列样片。
可使用类似的方法测量 IB+。测量 IB-时，关闭 K3，打开 K2。测量 IB+时，关闭 K2，打开 K3。由于我们已经测量出运算放
大器的 VOS，因此接下来就只是数学计算了。结果很容易得出，而且只需一个良好的数字万用表 (DMM) 即可。
注意，使用电阻器产生电压差来测量 IB，只对低至几百微微安的偏置电流有效。我们可针对更低的偏置电流使用另一项测量
技术。
对于小于几百微微安的 IB值，我们使用电容器来替换 RB电阻器。一旦短路继电器被打开，偏置电流就会使环路以 IC=
C(dV/dt) * 环路增益的速度结合。您可通过在已知时间间隔内进行测量来计算偏置电流。这种方法可测量小于 1pA 的偏置电
资源评论
