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內(nèi)容節(jié)選自原創(chuàng)視頻教程《運(yùn)放秘籍》第一部:通用運(yùn)放基礎(chǔ)
這是很多同學(xué)都會問到的一個問題,Multisim仿真究竟準(zhǔn)不準(zhǔn)?很多同學(xué)在仿真時發(fā)現(xiàn)Multisim仿真結(jié)果和手冊的差距太大,然后說是Multisim這個軟件不行,其實(shí)不是這樣的,不管是Multisim也好,Ltspice、Tina或是Cadence也好,各軟件都有長處,如果Multisim仿真不準(zhǔn)的話,這個軟件早就倒閉了。仿不準(zhǔn)其實(shí)是設(shè)計者仿真軟件使用的不對,咱們先來看一個實(shí)際案例,就是本節(jié)要講的輸入偏置電流仿真。
圖1-6 兩種偏置電流仿真結(jié)果
圖1-6 是兩種輸入偏置電流仿真,左邊是一位設(shè)計者做的仿真,仿真結(jié)果是24.812uA,而AD8031的手冊中偏置電流是0.45uA,是Multisim軟件仿真不準(zhǔn)嗎?右邊是我做的仿真,仿真結(jié)果是0.45uA,我仿真的結(jié)果與AD8031手冊完全一樣,其實(shí)Multisim準(zhǔn)確性還是可以的,關(guān)鍵在于對軟件的操作和參數(shù)理解上。
我們分析運(yùn)放時的重要原則之一就是“虛短、虛斷”,虛短指的是運(yùn)算放大器的兩個輸入端電壓相等,看起來像是短路一樣;而虛斷指的是運(yùn)算放大器的輸入端基本沒有電流流入,看起來像是斷開一樣。
圖1-10 是運(yùn)放的輸入偏置電流示意圖,理想的運(yùn)放(圖中灰色運(yùn)放)是沒有輸入電流的,但是受我們生產(chǎn)運(yùn)放的工藝和材料限制,我們沒辦法做出一個輸入電流為0的運(yùn)放,圖中大三角符號就是我們實(shí)際使用的運(yùn)放,可以看到在同相輸入端和反向輸入端分別有個輸入電流Ib1和Ib2,那么輸入偏置電流Ib就是二者的平均值,輸入偏置電流越小越好。
圖1-10 運(yùn)放偏置電流示意圖
圖1-11 是AD8031的輸入偏置電流仿真,可以看到反相輸入端流出運(yùn)放的電流是24.824uV,同相輸入端流出運(yùn)放的電流是24.813uA,那么計算得到的此時的輸入偏置電流就是(24.824+24.813)/2=24.8185uA。那么此時我們就可以認(rèn)為,運(yùn)放的同相輸入端和反向輸入端,各自都有一個24.8151uA的電流存在。
圖1-11 AD8031輸入偏置電流仿真
圖1-12 是AD8031手冊中的輸入偏置電流,在±5V的供電電源下,輸入偏置電流典型值是0.45uA,最大值是1.2uA,那么為什么仿真的結(jié)果是21.8185uA呢?為什么仿真和手冊有這么大的差異呢?先別急,咱先充分理解輸入偏置電流的概念和它對電路的影響,然后再來看看為什么仿真和手冊有差異。
圖1-12 AD8031手冊中的輸入偏置電流