運(yùn)算放大器的簡易測量
圖2給出了最基本測試——失調(diào)電壓測量的配置。當(dāng)TP1上的電壓為DUT失調(diào)電壓的1000倍時(shí),DUT輸出電壓處于地電位。
圖2. 失調(diào)電壓測量
理想運(yùn)算放大器具有無限大的輸入阻抗,無電流流入其輸入端。但在現(xiàn)實(shí)中,會(huì)有少量“偏置”電流流入反相和同相輸入端(分別為Ib–和Ib+),它們會(huì)在高阻抗電路中引起顯著的失調(diào)電壓。根據(jù)運(yùn)算放大器類型的不同,這種偏置電流可能為幾fA(1 fA = 10–15 A,每隔幾微秒流過一個(gè)電子)至幾nA;在某些超快速運(yùn)算放大器中,甚至達(dá)到1 - 2 μA。圖3顯示如何測量這些電流。
圖3. 失調(diào)和偏置電流測量
該電路與圖2的失調(diào)電壓電路基本相同,只是DUT輸入端增加了兩個(gè)串聯(lián)電阻R6和R7。這些電阻可以通過開關(guān)S1和S2短路。當(dāng)兩個(gè)開關(guān)均閉合時(shí),該電路與圖2完全相同。當(dāng)S1斷開時(shí),反相輸入端的偏置電流流入Rs,電壓差增加到失調(diào)電壓上。通過測量TP1的電壓變化(=1000 Ib–×Rs),可以計(jì)算出Ib–。同樣,當(dāng)S1閉合且S2斷開時(shí),可以測量Ib+。如果先在S1和S2均閉合時(shí)測量TP1的電壓,然后在S1和S2均斷開時(shí)再次測量TP1的電壓,則通過該電壓的變化可以測算出“輸入失調(diào)電流”Ios,即Ib+與Ib之差。R6和R7的阻值取決于要測量的電流大小。
如果Ib的值在5 pA左右,則會(huì)用到大電阻,使用該電路將非常困難,可能需要使用其它技術(shù),牽涉到Ib給低泄漏電容(用于代替Rs)充電的速率。
當(dāng)S1和S2閉合時(shí),Ios仍會(huì)流入100 Ω電阻,導(dǎo)致Vos誤差,但在計(jì)算時(shí)通??梢院雎运?,除非Ios足夠大,產(chǎn)生的誤差大于實(shí)測Vos的1%。
運(yùn)算放大器的開環(huán)直流增益可能非常高,107以上的增益也并非罕見,但250,000到2,000,000的增益更為常見。直流增益的測量方法是通過S6切換DUT輸出端與1 V基準(zhǔn)電壓之間的R5,迫使DUT的輸出改變一定的量(圖4中為1 V,但如果器件采用足夠大的電源供電,可以規(guī)定為10 V)。如果R5處于+1 V,若要使輔助放大器的輸入保持在0附近不變,DUT輸出必須變?yōu)?ndash;1 V。
圖4. 直流增益測量
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