運(yùn)放偏置電壓怎么測量?運(yùn)放偏置電壓測量方法解說 - 全文

　　什么是偏置電壓

　　偏置電壓是指晶體管放大電路中使晶體管處于放大狀態(tài)時(shí)，基極-射極之間，集電極-基極之間應(yīng)該設(shè)置的電壓。因?yàn)橐咕w管處于放大狀態(tài)，其基極-射極之間的pn結(jié)應(yīng)該正偏，集電極-基極之間的pn應(yīng)該反偏。

　　因此，設(shè)置晶體管基射結(jié)正偏，集基結(jié)反偏，使晶體管工作在放大狀態(tài)的電路，簡稱為偏置電路。直流偏置電壓是指晶體管放大電路中使晶體管處于放大狀態(tài)時(shí)，基極-射極之間及集電極-基極之間應(yīng)該設(shè)置的電壓。

　　單電源供電的運(yùn)放是不可能輸出負(fù)電壓的?？捎玫姆椒ǎ?/p>

　　1、對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行電位平移，抬高成為正電壓再送運(yùn)放。例如傳感器1腳不要接地，改接到1/2Vcc上；或者用一個(gè)阻值等同于R2的電阻，從Vcc接到同相端（信號(hào)會(huì)損失一半?。?。

　　2、如果信號(hào)永遠(yuǎn)是負(fù)值，把跟隨器改成反相放大器，把負(fù)輸入電壓放大成正的輸出電壓。

　　運(yùn)放偏置電壓怎么測量？

　　總體來說主要有兩種測試方法， 一種是讓輸入偏置電流流入一個(gè)大的電阻，從而形成一個(gè)失調(diào)電壓，然后放大失調(diào)電壓并進(jìn)行測量，這樣就可以反算出輸入偏置；另一種方法是讓輸入偏置電流流入一個(gè)電容，用電容對(duì)這個(gè)電流進(jìn)行積分，這樣只要測和電容上的電壓變化速率，就可以計(jì)算出運(yùn)放的偏置電流。

　　先介紹第一種方法，具體電路如下圖所示，C1是超前補(bǔ)償電容以防止電路的振蕩，根據(jù)實(shí)際電路選擇。OP2是測試輔助運(yùn)放，需選低偏置電壓和低偏置電流的運(yùn)放。測試步驟和原理下面一步一步進(jìn)行推算。

　　（1）首先測試運(yùn)放的失調(diào)電壓。關(guān)閉S1和S2，測試出OP2運(yùn)放的輸出電壓記下Vout 。則輸入失調(diào)電壓為：

　?。?）打開S2，待測運(yùn)放的Ib+流入R2，會(huì)形成一個(gè)附加的失調(diào)電壓Vos1，測試出OP2運(yùn)放的輸出電壓記下Vout1。則運(yùn)放同向輸入失調(diào)電壓為：

　?。?）關(guān)閉S2，打開S1，待測運(yùn)放的Ib-流入R1，會(huì)形成一個(gè)附加的失調(diào)電壓Vos2，測試出OP2運(yùn)放的輸出電壓記下Vout2。則運(yùn)放反向輸入失調(diào)電壓為：

　?。?）運(yùn)放輸入偏置電流為

　　Ib=［（Ib+）+（Ib-）］/2

　　運(yùn)放輸入失調(diào)電流為

　　Ios=（Ib+）-（Ib-）

　　這種測試方法有幾個(gè)缺點(diǎn)，一個(gè)是使用了很大的電阻R1和R2，一般會(huì)是M歐級(jí)，這兩個(gè)電阻引入了很大的電壓噪聲。受到電阻R1和R2的阻值的限制，難以測得FET輸入運(yùn)放的偏置電流。

　　第二種方法測試方法，是讓運(yùn)放的輸入偏置電流流入電容，具體測試如下圖。從圖中的公式很容易理解測試的原理，這個(gè)測試的關(guān)鍵，是選取漏電流極小的電容。

　　（1）打開S1，IB+流入電容C，用示波器觀察Vo的變化，結(jié)果如下圖，按上圖的方法就可以計(jì)算出IB+。

　　（2）關(guān)閉S1打開S2，IB-流入電容C，用示波器觀察Vo的變化，結(jié)果如下圖，可以計(jì)算出IB-。

　　（3）再根據(jù)定義就可以計(jì)算出運(yùn)放的輸入偏置電流和失調(diào)電流。

　　這種測試方法可以測得fA級(jí)的失調(diào)電流。測試時(shí)需要選用低漏電流的電容，推薦使用極低漏電流的特氟龍電容，聚丙烯（PP）電容或聚苯乙烯電容。

　　再分享一個(gè)經(jīng)驗(yàn)，就是貼片電容在焊接過程中，由于引腳可能殘留焊錫膏等雜質(zhì)，會(huì)使FET運(yùn)放的漏電流大大的增加。曾經(jīng)測試一個(gè)偏置電流為小于10pA級(jí)的運(yùn)放，由于沒有對(duì)引腳 進(jìn)行清洗，結(jié)果測得結(jié)果出現(xiàn)了很大的誤差，或者叫差錯(cuò)，達(dá)了nA的水平了。