问题是我们实际在设计电路时经常会发现,运放V+同相输入端不是直接连到GND,而是通过一个电阻连接到GND,这样问题就来了,无论运放V+同相输入端是通过电阻连到GND,还是直接连到GND,都不影响运放V+同相输入端的电位是0V,那这个电阻R3是多此一举吗?还有必要放吗?
之前的文章我们实际上已经分析过了,这个电阻是未解决运放偏置电流引起的输入失调电压,感兴趣可以翻一下,这里简单说明一下:
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,因此导致电路中输出错误。那么我们怎么样才能解决这个问题呢?就是通过V+同相输入端的电阻来解决的。
下面是考虑运放输入偏置电流后得到的运放输出电压表达式,当IB1=IB2时,如果R3=R1R2时,那么后面括号中的失调项就等于0,就解决了运放偏置电流引起的偏差,那问题真的这么容易被解决吗?
上面的分析我们应该注意到一个重要前提是当输入偏置电流IB1=IB2时,通过增加R3才有用,但实际上运放的输入偏置电流一般是不同的,是有偏差的,所以IB1一般不等于IB2,如果IB1和IB2相差比较大,我们增加电阻R3不仅没用,还会有副作用,因为这会导致括号中的值变得更大。 另外必须要格外注意的是我们知道运放分为双极型和CMOS型,双极型运放的偏置电流比较大,CMOS型运放的偏置电流比较小,对应偏置电流引起的失调电压也比较小,当CMOS型运放如果用于高放大倍数的电路配置中,此时如果我们增加R3匹配电阻的线匹配电阻阻值也会比较大,电阻阻值过大会引入额外的噪声,此时用R3导致增加的噪声电压比不用甚至更大,所以用不用R3做匹配电阻还应该要考虑运放类型以及电路的放大倍数。