解析一种便于实现的放大器偏置电流Ib测量方法与仿真
品慧电子讯本篇介绍一个种不依赖昂贵检测设备的偏置电流测试方法，同时配合 LTspice 仿真增强理解。工程师可以在普通实验室环境中，根据该方法调整放大器局部电路实现偏置电流的准确测量。
本篇介绍一个种不依赖昂贵检测设备的偏置电流测试方法，同时配合 LTspice 仿真增强理解。工程师可以在普通实验室环境中，根据该方法调整放大器局部电路实现偏置电流的准确测量。
如图 2.36 为 ADA4077 的偏置电流测试电路，R1、R2 是串联在放大器输入端的 1MΩ电阻，用于感应 Ib+与 Ib-，通过控制开关 S1 和 S2 通断的状态，分别测量 Vos、Ib+、Ib- 单独或者组合情况下，作为激励产生相应的输出直流噪声,进而计算出 Ib+、Ib-，并最终得到 Ib 及 Ios，测试操作如下：
图 2.36 偏置电流测试电路
步骤一，测试放大器的输入失调电压对输出直流误差电压的应影响。将开关 S1 和 S2 全部闭合，由于兆欧级电阻 R1,R2 被开关短路，Ib- 流经 R3、Ib+流经 R5 所引起的误差电压相比于失调电压误差通常小于 1%。因此，近似认为该状态下测量的放大器输出电压 Vo1 是由输入失调电压 Vos 所导致，关系如式 2-18。
如图 2.37，Vo1 瞬态分析结果为 -34.347mV，由于 Gn 为 1001，代入式 2-18 计算 Vos 为 -34.347μV。
图 2.37 ADA4077 Vos 导致的输出直流误差电压仿真结果
步骤二，打开开关 S2，开关 S1 保持闭合，此时待测放大器的 Ib+流入 R2，在放大器的同相输入端形成一个附加失调电压 VIb+，它与放大器 Vos 共同在电路噪声增益的作用下，产生输出直流误差电压为 Vo2，如式 2-19。
Ib+的电流流向为: 地 ->R5 并联 R6->R2->ADA4077 同相输入端，计算 Ib+如式 2-20。
如图 2.38，Vo2 瞬态分析结果为 -710.009mV，代入式 2-19 可计算 VIb+为 -0.76495mV。再将 VIb+代入式 2-20，计算 Ib+为 0.6756nA。
图 2.38 ADA4077Vos 与 Ib+导致的输出直流误差电压仿真结果
步骤三，闭合开关 S2，打开开关 S1，Ib- 在 R3 与 R1 连接端形成另一个附加失调电压 VIb-，它与放大器的 Vos 共同在电路噪声增益的作用下，产生输出直流误差电压为 Vo3，如式 2-21。
Ib- 的电流流向为 VIb->R1->ADA4077 反相相输入端，可得式 2-22。
如图 2.39， Vo3 瞬态分析结果为 307.316mV，代入式 2-21 得到 VIb- 为 0.34166mV。再将 VIb- 代入式 2-22，计算得到 Ib- 为 0.341663nA。
图 2.39 ADA4077Vos 与 Ib- 导致的输出直流误差电压仿真结果
将 Ib-、Ib+代入式 2-11、2-12，计算 ADA4077 的输入偏置电流、失调电流分别为：
对照图 2.2，仿真计算结果在 ADA4077 输入偏置电流，失调电流的范围中。
图 2.2 ADA4077 偏置电流等静态参数
该测试方法是包括失调电压测量与偏置电流测量。所以，偏置电流实际测量的中同样需要注意的供电电源的清洁等问题（参考《放大器 Vos 失调电压的测试与处理方法》），避免在测试中因为操作不当引入误差。
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