选择运放考虑高输入阻抗的问题

Jacktang

选择运放考虑高输入阻抗的问题 [复制链接]

　　在帮助选择运算放大器和仪表放大器时，我经常听到这样的声音：“我需要真正的高输入阻抗。”哦，真是如此吗?你确定吗?


　　　输入阻抗，更确切地说是输入电阻，很少会成为一个严重问题。(输入电容也即输入阻抗的电抗部分则是另外一回事，我们改日再讨论。)通常，我们最需要的是低输入偏置电流 IB。没错，它们相关，但却不同。下面，让我为你娓娓道来：


　　　一个简单的单输入模型为电流源(输入偏置电流)和输入电阻的并联组合，如图 1 所示。该电阻器使输入电流随输入电压而变化。输入偏置电流为具体输入电压下的输入电流，通常使用中等电源。



　　　输入电阻是一种“输入电压变化，输入电流也变化”的方法。它可能具有一安培的输入偏置电流，并且输入电阻仍然极高。


　　　我们通常会给出一幅典型图，表明输入偏置电流与共模电压的关系。下面有一些例子，你可以看到它并非为一条笔直的线条。请注意，OPA211为一款具有输入偏执电流抵消功能的 BJT 输入运算放大器，它可以大大降低输入偏置电流，但其仍然很高。OPA211的输入偏置电流和高噪声电流(后面再讨论)，让其可能无法用于 10kΩ 以上的电源电阻，因此其 1.3GΩ 的输入电阻很少会成为一个问题。



　　　OPA320 CMOS 运算放大器拥有很小的输入偏置电流，且其主要来自于输入ESD保护电路的漏电流。这些漏电流在轨电压附近达到最大。当要求非常低的输入偏置电流时，CMOS 和 JFET 输入放大器通常为最佳选择。没错，输入电阻也很高，但在选择放大器时它一般不会是一个重要的考虑因素。


　　输入偏置电流会对精密模拟电路产生不利影响的方式有几种。流过某个电源电阻或者反馈网络电阻后，它会让 IB?RS 促使形成偏移电压。渡过某些传感器和化学单元时，例如：PH 电极，它会极化该电极，从而形成误差，甚至造成永久性损坏。输入偏置电流将对积分电路的电容器充电，形成一个零输入的斜线上升输出。


　　　根据你的电路对输入偏置电流的敏感程度，它可以成为放大器选择过程中的决定因素。查看典型性能图表，其表明了输入电压的 IB 变化情况，并注意具体的电压范围。CMOS 和 JFET 放大器的高温表现可能会特别重要，因为它们的 IB 通常随温度升高而急剧增加。