输入偏置电流:为什么运放输出顶部被削波?

       设计一个普通的10倍同相放大电路 对300mv的交流正弦信号进行放大,按理说结果应输出3v的正弦信号,但是结果如图,波形顶部被削平了,这是为什么?

输入偏置电流定义

        运放的输入偏置电流指的是分别流入运放两个输入端的电流。由于运放阻抗无穷大,理想状态下没有电流流入流出运放的输入端,但实际情况下,会有微小电流通过并影响运放工作效果。

仿真AD8031输入偏置电流

手册指标

仿真验证

 无输入下,输出飙到电源电压?

     搭建一个放大倍数为10倍的同相放大电路,在输入端接地的情况下观察输出情况。(运放的输入偏置电流为0.45uA)

反馈电阻为kΩ级别,输出几乎为0V

反馈电阻为MΩ下,输出接近4V.

原因:运放始终有输入偏置电流,运放反向端的输入偏置电流通过电阻R2会产生压降,当电阻R2太大,为9MΩ时,由欧姆定理在运放输出端大约产生4V压降 。

为什么顶部被削波?

回到最开始的问题,为什么顶部被削波?

搭建10倍的同相放大电路进行300mv交流信号放大:

 输出波形如下:

此时输出顶部飙升至5V,最低点1V左右。原因便是选取的反馈电阻太大,导致运放的输入偏置电流作用下,结果叠加了一个4V左右的直流电平信号,使得波形整体往上台,最高点达到运放输出的最大电压从而被削平。

此时,更改电阻为kΩ级别,输出正常放大10倍。

 

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