ZHCADY1 February 2024 OPA182 , OPA186 , OPA187 , OPA188 , OPA189 , OPA333 , OPA387 , OPA388

4 偏置电流转换为失调电压

本文档的剩余部分重点介绍如何在斩波放大器中将偏置电流和偏置电流瞬态转换为失调电压。本节将回顾关于偏置电流如何转换为失调电压的一般理论。该理论适用于斩波放大器和传统放大器，也作为后续各部分讨论的相关背景信息。

图 4-1 显示了运算放大器的偏置电流模型。利用叠加原理可以分别确定每个偏置电流源的失调漂移，然后对结果进行合并。在叠加中，一次只考虑一个源，未使用的电流源会替换为开路，而未使用的电压源会替换为短路。图 4-2 所示的叠加图用于计算因 I_BN 而产生的输出失调电压。在理想放大器中，反相和同相输入端子之间存在虚拟短路。由于同相输入接地，因此反相输入为虚拟接地，且 R_g 上的电压为 0V。所以，没有电流流过 R_g，这样所有偏置电流都流过 R_f。输出失调电压为 –I_BNR_f（请参阅方程式 1）。通过除以运算放大器闭环增益，可让此失调电压以输入为基准。简化此公式可得到方程式 2。因此，从 I_BN 产生的以输入为基准的失调电压等于偏置电流乘以 R_f 与 R_g 的并联组合。

方程式 1.

V_{I B N_R T O} = {- I}_{B N} R_{f}

方程式 2.

V_{I B N} = {- I}_{B N} R_{f} / (\frac{R_{f}}{R_{g}} + 1) = {- I}_{B N} \frac{R_{f} R_{g}}{R_{g} + R_{f}} = {- I}_{B N} (R_{f} | | R_{g})

图 4-1 运算放大器的偏置电流模型

图 4-2 用于叠加计算的因 I_BN 而产生的失调电压

图 4-3 所示的叠加图用于计算因 I_BP 而产生的输出失调电压。在这种情况下，失调电压计算就是偏置电流乘以源阻抗，即 V_IBP = I_BR_S。请注意，当反相和同相输入的偏置电流沿相同方向流动时，反相和同相输入产生的失调电压具有相反极性。在 I_BN = I_BP 且两个电流沿相同方向流动的情况下，可以平衡反馈网络阻抗和源阻抗来消除偏置电流的影响，R_s = (R_f || R_g)。但是，通常情况下，CMOS 偏置电流和斩波器瞬态不相等，因此平衡阻抗可能无法大幅改善与偏置电流相关的失调电压误差，实际上会使误差更糟。节 6 更详细地介绍了该主题。

图 4-3 用于叠加计算的因 I_BP 而产生的失调电压