运算放大器的输入阻抗那么大，为什么还需要输入偏置电流？1000字搞定运放电路设计之输入偏置电流

Part 01、前言

想必大家都知道我们在应用运放搭建电路时，使用的最基本的一条设计原则就是“虚断”，所谓虚断就是运放输入电阻比较大，输入电流就比较小，小到我们可以“忽略不计”，这个忽略不计是要打引号的，为什么呢？

说白了就是我们说的大或是小都是相对而言的，举个例子，一分钱相对于100元可以相当于忽略不计，但是一分钱相对于1毛钱那就不能忽略不计了。输入偏置电流，输入失调电流，失调电压，我们将会分为三篇文章讲解，欢迎大家关注我，以便查阅后续文章。

Part 02、输入偏置电流定义

所有运算放大器都具有输入偏置电流，也就是流经输入端子的电流。为什么说是流经呢而不说流入，这是因为根据组成运放的输入晶体管的类型不同，偏置电流可以是流入或流出输入端子。

我们一般把运算放大器的输入偏置电流定义为运放同相端输入偏置电流 IB+和反相端输入偏置电流 IB-的平均值，即（IB+ + IB-）/2。输入失调电流 (I OS ) 等于同相端子 ( IB+ ) 处的输入偏置电流减去放大器反相 ( IB- ) 端子处的输入偏置电流之差。偏移电流通常比偏置电流小一个数量级。输入偏置电流不同于为了避免负载效应而应该最小化的电流。该输入偏置电流是运算放大器正常运行所必需的。该输入偏置电流施加在运算放大器的反相和同相端子上。

关于输入偏置电流，我们可以在运算放大器的规格书查阅具体的数值，比如下图的input bias current参数，这个数值受温度影响比较大。输入偏置电流的幅度可以从 nA 到 pA级别不等。一般来说，MOSFET 运算放大器的偏置电流比 BJT 类型的要小。双极型晶体管的输入偏置电流一般在nA级别，而MOSFET/JFET类型的运放一般在pA级别。

Part 03、输入偏置电流的产生原因

模电中大家都学过，运放可以分为三大部分，分别是输入级，中间级，输出级。而输入级一般是基于BJT（三极管）或者FET结构的长尾式差分输入。对于BJT来说，由于三极管工作在放大区是需要提供一定的偏置电流的，因此需要提供输入电流，一般是从nA到uA级别；对于FET来说，由于场效应管本身是场控器件，但还是存在一定的漏电流，但是电流非常小，一般是fA或者pA级别。

大家可以记住，三极管是流控型器件，所需输入电压比较小，需要的输入电流比较大，MOS管是压控型器件，所需输入电流比较小，需要的输入电压比较大，另外需要注意的是，目前运放一般都做成了集成芯片的形式，对ESD性能是由要求的，所以有些运放会在输入端增加钳位二极管做保护，大家可以参考具体的规格书，但是由于钳位二极管的存在，增大了这个运放输入端漏电流的大小。