溫度對輸入偏置電流的影響

之前我們看了CMOS和JFET放大器輸入偏置電流的來(lái)源，發(fā)現其主要由一個(gè)或幾個(gè)反向偏置的PN節的漏電流組成。文章結尾引出了一個(gè)警示，這些漏電流隨著(zhù)溫度升高而顯著(zhù)的增大。

PN節的反向偏置漏電流有很強的正溫度系數，每升高10℃,漏電流大約增大一倍。在figure1 歸一化曲線(xiàn)中可以看出，這種指數增長(cháng)使得漏電流快速增加。到125 ℃時(shí)，漏電流相對室溫下增長(cháng)了約1000倍。

不同的二極管特性使得漏電流增加的速率不一樣，兩倍的漏電流可能在8℃到11℃左右的范圍內發(fā)生。這種高溫下的漏電流增長(cháng)在一些電路中將會(huì )是重要問(wèn)題，也可能是一個(gè)選擇在室溫下有著(zhù)非常低輸入偏置電流的FET或CMOS運放很好的理由。某些情況下，為了實(shí)現高溫度下的低IB ，會(huì )使用在高溫度下IB沒(méi)那么夸張增長(cháng)的BJT運放。

一般我們會(huì )假設在低溫時(shí)，漏電流也繼續降低，但是其他的泄漏源也許會(huì )改變這種趨勢。這些雜散泄露可能會(huì )有不同的溫度特性。坦率說(shuō)，低于室溫的情況我們知道的較少，因為我們更關(guān)注在室溫及室溫以上的較高的泄露。我們最好不要在遠低于室溫的情況下對其特性太自信。在低溫下更能成為重要問(wèn)題的是水可能會(huì )凝結，這可以使得泄露向上猛增。

之前討論過(guò)CMOS運放的輸入偏流主要來(lái)自于輸入級上分別連接在電源軌上的兩個(gè)鉗位二極管的反向泄露電流的差異。即使一個(gè)完全平衡的世界，兩個(gè)有著(zhù)幾乎相同泄露特性的二極管之間的漏電流殘余差值仍然有著(zhù)相同的指數溫度變化，只是初始值較低。IB 的極性是不確定的，并由于二極管特性的微小不同，凈余的電流可能會(huì )在某個(gè)溫度下降到零(對數坐標圖上無(wú)法顯示其絕對數值)。

所以，什么結論?如果在您的FET運放電路中極低的輸入偏置電流很關(guān)鍵，則認真考慮它隨溫度上升而增加的特性。學(xué)習全部的參數和典型性能圖表。避免敏感電路接近熱源。如果必要的話(huà)，制作您自己的測量。對于真正關(guān)鍵的應用，有特殊用途的超低輸入偏置電流的放大器。他們用富有創(chuàng )造性的保護電路和獨特的引腳排布，實(shí)現室溫下3fA范圍內的IB，低于通用器件3個(gè)數量級。例如：

· LMP7721——3fA輸入偏置電流CMOS運算放大器

· INA116——超低輸入偏置電流儀表放大器