一种便于实现的放大器偏置电流Ib测量方法与仿真

    本篇介绍一个种不依赖昂贵检测设备的偏置电流测试方法，同时配合LTspice仿真增强理解。工程师可以在普通实验室环境中，根据该方法调整放大器局部电路实现偏置电流的准确测量。

    如图2.36为ADA4077的偏置电流测试电路，R1、R2是串联在放大器输入端的1MΩ电阻，用于感应Ib+与Ib-，通过控制开关S1和S2通断的状态，分别测量Vos、Ib+、Ib-单独或者组合情况下，作为激励产生相应的输出直流噪声,进而计算出Ib+、Ib-，并最终得到Ib及Ios，测试操作如下：

图2.36偏置电流测试电路

    步骤一，测试放大器的输入失调电压对输出直流误差电压的应影响。将开关S1和S2全部闭合，由于兆欧级电阻R1,R2被开关短路，Ib-流经R3、Ib+流经R5所引起的误差电压相比于失调电压误差通常小于1%。因此，近似认为该状态下测量的放大器输出电压Vo1是由输入失调电压Vos所导致，关系如式2-18。

  如图2.37，Vo1瞬态分析结果为-34.347mV，由于Gn为1001，代入式2-18计算Vos为-34.347μV。

图2.37 ADA4077 Vos导致的输出直流误差电压仿真结果

    步骤二，打开开关S2，开关S1保持闭合，此时待测放大器的Ib+流入R2，在放大器的同相输入端形成一个附加失调电压VIb+，它与放大器Vos共同在电路噪声增益的作用下，产生输出直流误差电压为Vo2，如式2-19。

  Ib+的电流流向为: 地->R5并联R6->R2->ADA4077同相输入端，计算Ib+如式2-20。

  如图2.38，Vo2瞬态分析结果为-710.009mV，代入式2-19可计算VIb+为-0.76495mV。再将VIb+代入式2-20，计算Ib+为0.6756nA。

图2.38 ADA4077Vos与Ib+导致的输出直流误差电压仿真结果

  步骤三，闭合开关S2，打开开关S1，Ib-在R3与R1连接端形成另一个附加失调电压VIb-，它与放大器的Vos共同在电路噪声增益的作用下，产生输出直流误差电压为Vo3，如式2-21。

 Ib-的电流流向为VIb->R1->ADA4077反相相输入端，可得式2-22。

  如图2.39， Vo3瞬态分析结果为307.316mV，代入式2-21得到VIb-为0.34166mV。再将VIb-代入式2-22，计算得到Ib-为0.341663nA。

图2.39 ADA4077Vos与Ib-导致的输出直流误差电压仿真结果

  将Ib-、Ib+代入式2-11、2-12，计算ADA4077的输入偏置电流、失调电流分别为：

  对照图2.2，仿真计算结果在ADA4077输入偏置电流，失调电流的范围中。

图2.2 ADA4077 偏置电流等静态参数

  该测试方法是包括失调电压测量与偏置电流测量。所以，偏置电流实际测量的中同样需要注意的供电电源的清洁等问题（参考《放大器Vos 失调电压的测试与处理方法》），避免在测试中因为操作不当引入误差。