運放電路誤差這么大，哪來(lái)的？

下圖1是一個(gè)基本的運放電路，當同相端輸入電壓為0V時(shí)，按理想情況，運放的輸出端應該也為0V. 但圖2的仿真結果，卻告訴我們運放的輸出電壓為196mV.在高精度應用中，這個(gè)誤差可不算小。這個(gè)誤差怎么來(lái)的？下面具體講講。

基本放大電路

仿真結果

運放輸出結果產(chǎn)生誤差原因有很多，對于圖中的應用來(lái)說(shuō)，最主要的2個(gè)誤差源是運放的失調電壓Vos.和運放的偏置電流Ib-. 本應用中，輸入共模電壓為0V. 故可以忽略共模電壓對運放造成的誤差影響，而且輸出電壓也很小，所以也可以忽略運放開(kāi)環(huán)增益對失調電壓的影響。

先看失調電壓的造成的誤差，根據LM358的數據手冊，輸入失調電壓是mV級別的。

數據手冊失調電壓數據

下圖是仿真電路圖

下面是失調電壓仿真數據

從上圖可知，失調電壓為2mV, 這個(gè)誤差電壓經(jīng)過(guò)反饋回路，放大100倍后，會(huì )在輸出端產(chǎn)生一個(gè)200mV的誤差電壓。先記住這個(gè)數據，下面接著(zhù)講偏置電流的影響。

根據下圖的仿真結果，運放的偏置電流約為38nA.這個(gè)額外的38nA的偏置電流等效會(huì )在反饋電阻RF上產(chǎn)生誤差,從而在輸出端產(chǎn)生一個(gè)38nA*99K=3.8mV的誤差。根據電流流向，可知產(chǎn)生的是-3.8mV的誤差，由此可知，綜合失調電壓和偏置電流造成的總誤差為：200mV-3.8mV=196.2mV. 還記得第一張仿真結果嗎？運放輸出的電壓正好就是196mV. 到此我們了解了文章開(kāi)頭所講的運放輸出誤差的原因了。

由此可見(jiàn)，在精密應用中，運放的失調電壓和偏置電流參數還真是不可忽略。尤其是小信號的放大電路，需要選擇精密運放，選擇失調電壓和失調電流小的運放，如果運放輸入的是交流信號，還需要考慮增益帶寬積的影響，增益帶寬積也會(huì )影響運放的輸出結果。