如果运算放大器是带有输入偏置电流消除功能还需要增加平衡电阻吗？

　　如果您是在741运算放大器1横行天下的时代长大的，那么平衡运算放大器输入端电阻的观念必定已扎根在您的头脑中。随着时间的流逝，由于不同威廉希尔官方网站 技术和不同IC工艺的出现，这样做可能不再是对的。事实上，它可能引起更大直流误差和更多噪声，使威廉希尔官方网站 更不稳定。我们以前为什么要那样做？什么变化导致我们现在这样做可能是错误的？
　　在二十世纪六十年代和七十年代，第一代运算放大器采用普通双极性工艺制造。为获得合理的速度，差分对电流源电流一般在10 μA到20 μA范围内。
　　而β值为40到70，故输入偏置电流在1 μA左右。然而，晶体管匹配度不是那么高，所以输入偏置电流不相等，导致输入偏置电流之间有10%到20%的偏差（称为“输入失调电流”）。
　　在同相接地输入端增加一个与输入电阻R1和反馈电阻R2的并联组合相等的电阻（图1中的R3），可以让阻抗相等。做一些计算可以证明，误差降至Ioffset × Rfeedback。由于Ioffset为Ibias的10%到20%，所以这会有助于降低输出失调误差。
　　
　　图1. 经典反相放大器

　　直流误差
　　为降低双极性运算放大器的输入偏置电流，许多运算放大器设计集成了输入偏置电流消除功能。OP07就是一个例子。输入偏置电流消除功能的增加2使偏置电流大大降低，但输入失调电流可能为剩余偏置电流的50%到100%，所以增加电阻的作用非常有限。某些情况下，增加电阻反而可能导致输出误差提高。

　　噪声
　　电阻热噪声的计算公式为√4kTRB，故1 kΩ电阻会有4 nV/√Hz的噪声。增加电阻会增加噪声。在图2中，出人意料的是，虽然909 Ω补偿电阻是值最低的电阻，但由于从该节点到输出端的噪声增益，它给图2输出端贡献的噪声最多。R1引起的输出噪声为40 nV/√Hz，R2为12.6 nV/√Hz，R3为42 nV/√Hz。因此，请勿使用电阻。另一方面，如果运算放大器采用双电源供电，并且一个电源先于另一个电源上电，那么ESD网络可能发生闩锁问题。这种情况下，可能希望增加一定的电阻来保护器件。但若使用的话，应在电阻上放置一个旁路电容以减少电阻的噪声贡献。
　　
　　图2. 噪声分析

　　稳定性
　　所有运算放大器都有一定的输入电容，包括差分和共模。如果运算放大器连接为跟随器，并且在反馈路径中放入一个电阻以平衡阻抗，那么系统可能容易发生振荡。原因是：大反馈电阻、运算放大器的输入电容和PC板上的杂散电容会形成一个RC低通滤波器（LPF）。此滤波器会引起相移，并降低闭环系统的相位裕量。如果降低得太多，运算放大器就会振荡。一位客户在一个1 Hz Sallen-Key低通滤波器威廉希尔官方网站 中使用AD8628 CMOS运算放大器。由于转折频率较低，电阻和电容相当大（参见图3）。输入电阻为470 kΩ，所以客户在反馈路径中放入一个470 kΩ电阻。此电阻与8 pF的输入电容（参见图4）一起提供一个42 kHz极点。AD8628的增益带宽积为2 MHz，因此它在42 kHz仍有大量增益，它发生了轨到轨振荡。把470 kΩ电阻换成0 Ω跳线即解决了问题。因此，反馈路径中应避免使用大电阻。这里，何者为大取决于运算放大器的增益带宽。对于高频运算放大器，例如增益带宽超过400 MHz的ADA4817-1，1 kΩ反馈电阻就称得上是大电阻。务必阅读数据手册以了解其中的建议。
　　
　　图3. 您所见
　　
　　图4. 电子所见