偏置電流、失調電流與噪聲增益對輸出直流噪聲的影響

本篇回答兩個網友提問。

1.偏置電流、失調電流如何影響輸出直流噪聲

偏置電流、失調電流是由于分別流入放大器的同相、反相輸入端的電流Ib+、Ib-所導致，之間關系如式2-13，2-14。

如圖2.26，在噪聲增益的作用下，偏置電流、失調電流在放大器的輸出端產生輸出直流噪聲Eo,如式2-15

圖2.26輸入偏置電流工作示意圖

將式2-13、式2-14-代入式2-15得到式2-16。

理論上電路中，電阻Rp的阻值為R1與R2并聯的阻值時，可抵消消Ib的影響，簡化為式2-17。

式中“-”代表Ib+,Ib-之差的取向。

實際設計中，由于電阻的誤差等因素，Rp不能完全等于R1與R2的并聯值，所以應該以式2-17計算結果保留余量進行評估。

2．噪聲增益是什么？?

筆者常常遇到工程師在計算放大器輸出直流、交流噪聲時，使用電路閉環增益G，即放大器輸入側的總失調電壓與閉環增益的乘積。這種方式并不正確。

如圖2.24（a），同相放大電路的閉環增益為式1-16。

將放大器的同相輸入端與地短接時，輸出電壓（Vo）如式2-7。

式中Vos_t代表總輸入失調，Vn代表交流噪聲。

同理，如圖2.24（b），反相放大電路的閉環增益為式1-13。

將放大器的反相信號輸入端與地短接時，輸出電壓（Vo）如式2-8。

圖2.24 噪聲增益電路示意圖

可見，放大器在電路沒有輸入信號時，仍能輸出某個直流電壓，把這種不希望出現的輸出電壓當成一個誤差，貼切名稱為“輸出直流噪聲”，或者“輸出直流誤差”。交流噪聲（參考《放大器電路噪聲峰峰值的評估要點與實例》）是疊加在直流噪聲上，所以評估（直流、交流）噪聲時，使用噪聲增益更加合理。所謂噪聲增益(Gn)是就放大電器用于同相放大電路時的閉環增益，如式2-9。

其中，GIN+為同相放大電路的閉環增益。

考慮放大器的其他參數，噪聲增益最為準確關系如式2-10。

式中，β為反饋系數，即反饋回路的損耗，AVo為放大器的開環增益。