我在電子星球的第【9】篇原創(chuàng)文章

往期文章講了放大器的反饋部分，本期講解偏壓部分的基本原理。

圖 1 5V單電源供電的同向放大電路

1、為什么要在輸入信號上施加偏壓呢？

無論哪種放大器，也不可能輸入輸出在運(yùn)放工作電源之外的電壓，因此要放大類似于幅度低于0V的負(fù)電壓的輸入信號，一般有如下做法：

• 對OP放大器用正負(fù)電源供電；

• 單電源工作下，對輸入信號施加偏壓；

2、偏置電阻的阻值確定

圖2 偏置電路

如上圖 2所示，OP放大器的輸入偏置電流多會對偏壓帶來一定影響，但是，如果將流過R3和R5構(gòu)成的分壓電路的電流，設(shè)定在OP放大器的輸入偏置電流Ibias(OP)的20~50倍以上時，其影響幾乎可以忽略不計(jì)。這樣，不必考慮OP放大器的輸入偏置電流，僅靠+5V和兩只偏置電阻(R3、R5)即可對偏壓進(jìn)行調(diào)整。

舉個栗子，某運(yùn)放的輸入偏置電流的最大值為0.25uA。如果其20~50倍的電流5~12.5uA流過，則OP放大器輸入偏置電流的影響即可忽視。在圖1中的分壓電路中，Ibin設(shè)定為0.25uA的200倍（即50uA），VCC為5V，所以確定R3+R5=100kΩ。這里，若設(shè)定偏壓2.5V，則，R3=R5=50kΩ

按照實(shí)際電阻系列中的電阻值，50附近我們可以選47kΩ或者51kΩ。這里我們暫時選47kΩ電阻。

3、確定偏置電路的電阻值的注意事項(xiàng)

確定偏置電路電阻值的關(guān)鍵是先決定分壓電路中流過的電流值。決定此電流值時，如果連OP放大器輸入偏置電流的影響也要考慮，則會很麻煩，所以，電阻上流過的一般都是使OP放大器輸入偏置電流的影響可以忽略不計(jì)的大電流。然后，電阻上流過的電流太大時功耗就會增大。所以，標(biāo)準(zhǔn)是OP放大器輸入偏置電流的20~50倍。如果電阻器的發(fā)熱不顯著，那么像此處這樣，輸入偏置電流幾百倍的電流流過也可以。

4、連接分壓電路和OP放大器的R7

R7是由圖1所示電路的輸入阻抗指標(biāo)50kΩ要求來決定。

此電路的輸入阻抗等于R7和R8的并聯(lián)，設(shè)R8為100kΩ、R7為100kΩ。則

100kΩ//100kΩ=50kΩ

指標(biāo)要求能夠滿足。

51kΩ與1MΩ并聯(lián)也是50kΩ，那么R8取51kΩ，R7取10MΩ可以嗎？答案是不可以的。如下圖3所示電路。R7上因?yàn)镺P放大器正輸入端流出的輸入偏置電流而產(chǎn)生電壓，導(dǎo)致偏壓Vbias(OP)變化。R7過大，Vbias(OP)就會變得過大，最終導(dǎo)致OP放大器不能正常工作。有經(jīng)驗(yàn)表明，為減小Vbias(OP)的誤差，取R7為51kΩ，R8為1MΩ也好，此處為了減少元器件種類，我們暫時取100kΩ。

圖 3