選擇運(yùn)算放大器和儀表放大器時(shí)你到底需不需要高輸入阻抗

在幫助選擇運(yùn)算放大器和儀表放大器時(shí)，我經(jīng)常聽到這樣的聲音：“我需要真正的高輸入阻抗?！迸叮媸侨绱藛幔磕愦_定嗎？

輸入阻抗，更確切地說(shuō)是輸入電阻，很少會(huì)成為一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。（輸入電容也即輸入阻抗的電抗部分則是另外一回事，我們改日再討論。）通常，我們最需要的是低輸入偏置電流 IB。沒(méi)錯(cuò)，它們相關(guān)，但卻不同。下面，讓我為你娓娓道來(lái)：

一個(gè)簡(jiǎn)單的單輸入模型為電流源（輸入偏置電流）和輸入電阻的并聯(lián)組合，如圖 1所示。該電阻器使輸入電流隨輸入電壓而變化。輸入偏置電流為具體輸入電壓下的輸入電流，通常使用中等電源。

輸入電阻是一種“輸入電壓變化，輸入電流也變化”的方法。它可能具有一安培的輸入偏置電流，并且輸入電阻仍然極高。

我們通常會(huì)給出一幅典型圖，表明輸入偏置電流與共模電壓的關(guān)系。下面有一些例子，你可以看到它并非為一條筆直的線條。請(qǐng)注意，OPA211 為一款具有輸入偏置電流抵消功能的 BJT 輸入運(yùn)算放大器，它可以大大降低輸入偏置電流，但其仍然很高。OPA211的輸入偏置電流和高噪聲電流（后面再討論），讓其可能無(wú)法用于 10kΩ 以上的電源電阻，因此其 1.3GΩ 的輸入電阻很少會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。

OPA320 CMOS 運(yùn)算放大器擁有很小的輸入偏置電流，且其主要來(lái)自于輸入ESD保護(hù)電路的漏電流。這些漏電流在軌電壓附近達(dá)到最大。當(dāng)要求非常低的輸入偏置電流時(shí)，CMOS 和 JFET 輸入放大器通常為最佳選擇。沒(méi)錯(cuò)，輸入電阻也很高，但在選擇放大器時(shí)它一般不會(huì)是一個(gè)重要的考慮因素。

輸入偏置電流會(huì)對(duì)精密模擬電路產(chǎn)生不利影響的方式有幾種。流過(guò)某個(gè)電源電阻或者反饋網(wǎng)絡(luò)電阻后，它會(huì)讓 IB?RS 促使形成偏移電壓。渡過(guò)某些傳感器和化學(xué)單元時(shí)，例如：PH 電極，它會(huì)極化該電極，從而形成誤差，甚至造成永久性損壞。輸入偏置電流將對(duì)積分電路的電容器充電，形成一個(gè)零輸入的斜線上升輸出。

根據(jù)你的電路對(duì)輸入偏置電流的敏感程度，它可以成為放大器選擇過(guò)程中的決定因素。查看典型性能圖表，其表明了輸入電壓的 IB 變化情況，并注意具體的電壓范圍。

CMOS 和 JFET 放大器的高溫表現(xiàn)可能會(huì)特別重要，因?yàn)樗鼈兊?IB 通常隨溫度升高而急劇增加。