关于运算放大器的输入失调电流

前言

上一篇文章我们讲述了运算放大器输入偏置电流，本文将会讲述输入失调电流，下一篇文章将会讲述失调电压，欢迎大家关注我，以便查阅后续文章。实际上，明白了运放工作需要偏置电流之后，我们需要关注运放另一个非常重要的参数，也急速输入失调电流，它是反相端和非反相端的输入偏置电流之差，由以下等式给出，其中Ios是输入失调电流。为什么输入失调电流很重要呢?这是因为当我们使用运放放大信号时，理想的情况下，我们认为输入信号通过一定的代数运算就能得出输出信号，是有关系可参考的，但是由于输入失调电流的存在，打破了我们的美好想象，使得运放输出端的信号比我们的理论计算值有偏差，接下来我们就详细讲一下。

输入失调电流

输入偏置电流是流入运放输入端的电流，可以等效为连接到每个输入端的电流源，如图所示。理想情况下，两个输入偏置电流应该相等并相互抵消。然而，现实是不平等的，输入端电流的差值被定义为输入失调电流。所以输入失调电流存在的前提是输入偏置电流，这也是我们为什么先讲述输入偏置电流的原因。

输入失调电流的影响以及解决对策

输入偏置电流可以被电路中的电阻转换为电压，并与信号一起放大。如果电路本身的增益比较大，那么即使是纳安级别的失调电流，也是可能会被放大到毫伏甚至伏特级别，从而导致电路中输出错误。那么我们如何解决这个问题呢?其实我们可以通过选择电阻值来消除大部分输出误差。

以上图的反相运放放大电路为例子，详细讲解一下计算过程。当电路中存在多个电源时，我们采用叠加定理分析各个电源的影响是最省事的。此电路中存在三个电源，分别是Vin,Ib1,Ib2，我们分别考虑Vin，Ib1,Ib2对输出的影响，这样问题就简单了。

1)通过叠加定理我们可以计算出输出信号的综合表达式：

2)通过上述表达式我们可以轻松看出括号中的因子是由于失调电流导致的，我们要想减小失调电流对输出信号的影响，就要想办法把括号中的因子变得最小。通过对上式进行变换，我们发现如果我们假定R3=R1||R2，会使得括号内因子最小。

这也是为什么文章里将运放的时候一般通过计算R1,R2的并联值来计算R3的原因。以上我们通过详细的代数运算，就充分明白了失调电流的产生与降低是如何进行的，当然需要明白的是，失调电流只能通过一系列的措施降低，而不能完全消除，这是因为即便我们通过上面的措施来应对失调电流，但是由于运放个体的差异以及电阻自身精度的原因，很难通过一个方法就解决了。

审核编辑：汤梓红