【 运算放大器参数解析与LTspice应用仿真 阅读体验】+ 第二章学习心得

偏置电流产生原因及特性​​的技术解析

偏置电流的产生原因​​
​​BJT（双极性晶体管）​，需基极电流维持放大区工作，形成偏置电流 Ib。
​​FET（场效应管），需栅极电压，但存在微小泄漏电流（JFET的 IGS）。

偏置电流的流向与极性​

放大器参数解析：ADA4077偏置电流与失调电流测试方法
ADA4077偏置电流与失调电流的测试电路。电路中，R₁、R₂为串联在放大器输入端的1MΩ电阻，用于感应输入偏置电流（I_B⁺、I_B⁻）。通过控制开关S₁和S₂的通断，可分别测量不同激励条件下的输出直流噪声，进而计算输入偏置电流（I_B）和失调电流（I_OS）。

输入失调电压（V_OS）对输出误差的影响
闭合开关S₁和S₂，此时兆欧级电阻R₁、R₂被短路，输入偏置电流流经电阻R₃、R₄（均为100Ω）产生的误差电压远小于失调电压误差（通常小于1%）。因此，可认为该状态下测量的输出电压仅由输入失调电压V_OS引起。根瞬态分析结果，输出电压为-34.347mV，结合电路噪声增益G=1001，通过公式（2-18）计算。

输入偏置电流（I_B⁺）对输出误差的影响
断开开关S₂，保持S₁闭合。此时，输入偏置电流I_B⁺流经电阻R₁（1MΩ），在同相输入端形成附加失调电压（+I_B⁺·R₁）。该电压与放大器固有失调电压V_OS共同作用，经噪声增益放大后，产生输出直流误差电压V_OUT'，其关系由公式（2-19）描述。通过对比步骤一和步骤二的输出电压差值，可分离出由I_B⁺引起的误差分量，进而计算输入偏置电流值。

在仪表放大器应用中，偏置电流处理是确保电路稳定运行的关键环节。对ADA4077的输出直流误差电压瞬态分析所示，偏置电流若未妥善处理，会引入直流误差，导致输出信号漂移甚至失真。处理偏置电流的首要原则是保证直流回路完整——即必须为放大器的输入端提供明确的直流偏置路径，避免因“悬空”导致电荷积累或电压偏移。

尤其在传感器信号隔离场景中，若忽略偏置电流回路设计，可能引发电路异常。例如，电容耦合虽能阻断直流，但若未在输入端并联高阻值电阻（1MΩ），偏置电流无法泄放，会导致输入电压逐渐偏移，最终使放大器饱和。通过对比错误与正确的耦合电路结构，直观展示了如何通过添加偏置电阻或优化接地方式，构建完整的直流回路。

共模抑制比（CMRR）解析与应用要点

共模抑制比（Common-Mode Rejection Ratio, CMRR）是衡量差分放大电路抑制共模信号能力的关键参数，定义为差模增益（Ad）与共模增益（Ac）的比值，通常以分贝（dB）表示：CMRR = 20lg(Ad/Ac)。理想情况下，差分放大器仅放大两输入端的差值信号（差模信号），对共模信号（两输入端相同的信号）完全抑制（Ac=0，CMRR趋近无穷大）；但实际电路因元件失配、温度漂移等因素，共模信号会被部分放大，导致输出误差，因此需通过CMRR评估其抑制效果。

应用场景与核心作用

在差动放大器、仪表放大器、电流检测放大器等电路中，CMRR直接影响信号精度。例如，电流检测时，需放大负载电流产生的差模电压，同时抑制电源噪声、环境干扰等共模信号；若CMRR不足，共模信号会被误放大，导致测量误差。同理，同相放大电路虽以共模信号为主输入，但实际电路中可能存在微小差模成分，仍需关注CMRR以降低干扰。