运放参数的详细解释和分析-part2，如何测量输入偏置电流Ib，失调电流Ios（建议置顶）

        上一节讲了运放输入偏置电流和输入失调电流。这一节给出输入偏置电流测量方式。 总体来说主要有两种测试方法， 一种是让输入偏置电流流入一个大的电阻，从而形成一个失调电压，然后放大失调电压并进行测量，这样就可以反算出输入偏置；另一种方法是让输入偏置电流流入一个电容，用电容对这个电流进行积分，这样只要测和电容上的电压变化速率，就可以计算出运放的偏置电流。

先介绍第一种方法，具体电路如下图所示，C1是超前补偿电容以防止电路的振荡，根据实际电路选择。OP2是测试辅助运放，需选低偏置电压和低偏置电流的运放。测试步骤和原理下面一步一步进行推算。

（1）首先测试运放的失调电压。关闭S1和S2，测试出OP2运放的输出电压记下Vout 。则输入失调电压为：

（2）打开S2,待测运放的Ib+流入R2，会形成一个附加的失调电压Vos1，测试出OP2运放的输出电压记下Vout1。则运放同向输入失调电压为：

（2）关闭S2，打开S1,待测运放的Ib-流入R1，会形成一个附加的失调电压Vos2，测试出OP2运放的输出电压记下Vout2。则运放反向输入失调电压为：

（4）运放输入偏置电流为

Ib=[(Ib+)+(Ib-)]/2

 运放输入失调电流为

Ios=(Ib+)-(Ib-)

这种测试方法有几个缺点，一个是使用了很大的电阻R1和R2，一般会是M欧级，这两个电阻引入了很大的电压噪声。受到电阻R1和R2的阻值的限制，难以测得FET输入运放的偏置电流。

 第二种方法测试方法，是让运放的输入偏置电流流入电容，具体测试如下图。从图中的公式很容易理解测试的原理，这个测试的关键，是选取漏电流极小的电容。

(1)打开S1，IB+流入电容C，用示波器观察Vo的变化，结果如下图，按上图的方法就可以计算出IB+。

(2)关闭S1打开S2，IB-流入电容C，用示波器观察Vo的变化，结果如下图，可以计算出IB-。

(3)再根据定义就可以计算出运放的输入偏置电流和失调电流。

            这种测试方法可以测得fA级的失调电流。测试时需要选用低漏电流的电容，推荐使用极低漏电流的特氟龙电容，聚丙烯(PP)电容或聚苯乙烯电容。

            再分享一个经验，就是贴片电容在焊接过程中，由于引脚可能残留焊锡膏等杂质，会使FET运放的漏电流大大的增加。曾经测试一个偏置电流为小于10pA级的运放，由于没有对引脚 进行清洗，结果测得结果出现了很大的误差，或者叫差错，达了nA的水平了。

楼主，看了许久，有些不大明白。

1.方法一的三个个式子电阻部分的分子和分母反了吧。

2.方法一中的二、三式把R1和R2移到左边的话，右边就是开关闭合前后Vos的变化，但是这个变化怎么会等于Ib*R1呢？能详细解释下吗？

谢谢你的提醒，对第一个问题，公式确实打反了，已经改过来了。

第二个问题，你说的没错，就是要测这个Vos的变化，这个变化是由于偏置电流流过R1产生了一个微小的电压信号V1。这个电压信号与Vos相加后，作为运放的同向输入端电压，再经放大后就是电路的输出电压。这样电路的输出电压，就可以用位数高的万用表测量了。然后再反推回输入偏置电流。

我是不太明白为什么R1上的电压可以直接叠加在Vos上，也就是Vos的变化为什么刚好是Ib*R1呢？这个有公式推导出来吗？

我们测的是Vos的变化。理解上，可以把Vos和由于Ib*R1叠加上的电压信号都理解为理想运放的输入信号。起了名字叫作offset。这都可以理解为理想运放叠加上的信号。不知这么说空易理解没。对这个运放测量感兴趣，可以参照一个运放测量的国标文件<SJT 10738-1996 半导体集成电路 运算（电压）放大器测试方法的基本原理>

把运放的Vos理解为运放输入端的固定电压，Ios经过R1流入运放，使得节点处电压为前面两者之和，此和经过反馈网络放大形成了开关断开后的输出。

（2）打开S2,待测运放的Ib+流入R2，会形成一个附加的失调电压Vos1，测试出OP2运放的输出电压记下Vout1。则运放同向输入失调电压为：

这里失调电压应该是失调电流吧？ 打错了？  （3）里面也一样

应该是笔误，您看的很仔细。

请教一下这里的A2运放，你说是辅助的放大，但是这个又没有接成负反馈，也不是工作在线性放大状态吧，它的输入与输出之间的计算关系是怎样的呢？谢谢

"（2）关闭S2，打开S1,待测运放的Ib-流入R1，会形成一个附加的失调电压Vos2，测试出OP2运放的输出电压记下Vout2。则运放反向输入失调电压为"

此处为反相放大等效的反相端失调电压，那么公式中的(R3+R4)/R3应该为R3/R4吧？估计作者是复制了上一条的，忘了改。希望得到回复哦！

我怎么感觉方法一的电阻的分子分母没有反啊？楼主能不能解释下啊

您好，现在的VOS表达式是正确的，因为楼主之前已经作出了修改。

(VOUT-VOS)/R4=VOS/R3

请问楼主方法1中的OP2的主要作用是什么？是否可以考虑去掉？

我用TINA-TI按照楼主的第一种方法仿真了一下失调电压，压根就仿不出来的，是否是TL082的模型没有将这些参数做进去？还是电路的问题？

请问第一种方法里辅助运放起什么作用，直接以op1做输出不可以吗？

1.第二种方法测试方法中的两个电容具体取多大值呢？用瓷片电容没问题吧？

2.测量失调电压还有没有其他改进的方法（其他电路）？

推荐你做个电路实际测一下。下面是我测得的三颗运放的结果：

实际电路中直流电源会不会因为S1和S2引入电阻从而产生偏置电流源的变化？我对你两种测量方法的理解是：运放电路输入为零的情况下仅有偏置电流作用在输入端，确实在仿真软件的理想电源里不存在因为电路结构的改变而导致电源的波动，而实际上无论开关的零输入响应是一阶的还是纯电阻电路，其对vcc的影响也应该考虑吧？理论上运放的虚短和虚断真的是虚的么？

感谢您提供的思路，大学老师根本不懂这些东西，一股脑塞一些考点就想毕业找工作，中国教委想多了

您好，我现在在做运放参数测试，一是失调电压，二是偏置电流，其中失调电压是uV级的，偏置电流时pA级的，我想问的是如果用您的测试方案的话，您那边有没有什么建议，我现在用的电容是特氟龙的电容。还有就是我在测试LF357的时候在示波器上观察到的是一条斜率越来越小的曲线，这个是怎么解释呢？

如果，你能看到，可否帮我看看这个电路（这是我看的一篇论文中一个实验的一部分，我本身对这个很不熟，你看我分析的可对），TIA部分的第一个运放完成电流/电压的转化（PD是一个光电二极管，）它本身还是一个反相放大电路，是吗？第二个运放是完成放大功能，输出是第一个运放输出的2倍。第一个运放的PD接一个电阻是为什么，它并不在电路中，第三个电路的反相输入端接的两个电阻又是为什么，第一个和第三个的-V和+v,有什么意义，还是只是表明此处有电压。

另外，如果PD的输出是微安量级的，是不是运放的输入偏置电流也要是微安量级的。非常感谢！

最近刚好也在弄一个光电二极管的电流放大问题。所以略微了解了一点。下面说下我的理解：

第一个运放功能是流转压，属不属于反向放大我也不太清楚。

关于PD和一个电阻串联，是为了限流，防止PD反向击穿。

而且，光电接收管就是在反偏电压下工作的，所以提供了一个 V- ，再根据虚短，第一个运放的反向端电压等于正向端电压，都是接地。由GND和 V- 给PD提供了正常工作的反偏电压。

你说的第三个运放是一个比较器，那个 V+ 和两个分压电阻提供了一个参考电压，功能类似于：当正输入端电压大于反向输入端时，输出为1，反之输出为0。

最后就是不管PD的输出电流有多大，运放的偏置电流都是越小越好的。最少也要小一两个数量级吧，不然误差就太大了。