在運放的參數列表中都會有一個Ib( Input basic current=輸入偏置電電流) 和Ib_os ( input basic offset current =輸入失調電流)的參數。這兩個參數在實際設計電路時會產生什么影響？如何在實際應用中將影響調試到最小是工程師（或使用者）最關心的問題。在本篇文章中重點介紹了運放的這兩個參數定義及其影響以及需要注意的要點。認真閱讀本文，快速帶你了解輸入偏置電流參數。

一、輸入偏置電流及輸入失調電流定義

輸入偏置電流Ib是從運放的輸入管腳上流入的電流，這個電流可以等效為運放的每個輸入管腳連接的電流源模型 ，如下圖所示的Ib+與Ib-。理想情況下Ib+與Ib-應該是完全相等的，那么此時它們帶來的影響可以相互抵消，但是實際中兩個參數很難完全相等，那么 這兩個管腳輸入偏置電流的差異就被定義為了輸入失調電流Ib_os(input basic offset current) ，如果Ib_os的電流足夠小，則 可以通過匹配每個輸入管腳上的阻抗，以此來抵消輸入失調電流帶來的偏置（后面3.2節講解）。 由于輸入失調電流是由輸入偏置電流IB引申出來的后面重點講解輸入偏置電流Ib。

輸入失調電流的計算公式為：

Ib_os=IB_P-IB_N

二、不同類型運放的輸入偏置電流Ib來源及范圍

2.1 簡單雙極性晶體管運放類型

晶體管運放的輸入電流是由于內部三極管存在基集電流，如下圖所示。Q1與Q2的Ib電流就是外部輸入管腳上的輸入偏置電流IB。三極管運放的典型輸入電流都是大于MOSFET和JFET類型的運放。

請看LM741C數據手冊上的典型參數，它的輸入偏置電流最大值是500nA，輸入偏置電流的最大值是200nA。其典型值都是nA級別的。

2.2 帶IB抵消技術的雙極性晶體管運放類型

一些高精度的三極管型運放內部采用了一種被稱為基集電流抵消的技術，以此來最小化輸入偏置電流。由于這是內部集成電路，所以無需外圍器件。基集電流抵消技術是通過檢測輸入偏置電流并求和后，通過內部相等的相反電流去抵消輸入偏置電流（輸入偏置電流是鏡像而且求和后反饋到輸入，以此來抵消輸入偏置電流），如下圖所示。這個電路可以有效的降低輸入電流Ib。這樣就有效的將輸入偏置電流從幾百nA降低到幾個nA，同時具有像三極管運放一樣的特性。

需要注意的是，當存在 這個電路后Ib是可以雙向流動（可以是輸入也可以是輸出） ，并不是向前面那樣只能從輸入管腳向運放內部流動。所以這樣Ib與Ib_os幾乎是一樣的。

以OPA277數據手冊的參數為例，它的輸入偏置電流的最大值是±1nA。相較于前一個的LM741C的數據手冊，因為它的基集電流就是輸入到內部三極管的Ib電流，所以它只有一個方向，而這個則是雙向的。

由于基集電流抵消技術不能知道其輸入管腳上的輸入電流的正負極性，所以它是不完美的。

2.3 CMOS類型運放

CMOS類型運放的基集電流主要是由于輸入管腳上ESD保護二極管的漏電流造成的。如下圖所示。需要注意的是每個輸入都有兩個二極管，兩個管子都是存在漏電流的，所以它是雙向的。

盡管內部的Q1和Q2的G極也存在漏電流，但是這個漏電流是及其小的，遠低于ESD保護二極管的漏電流，所以G極的漏電流對于基集電流沒有什么影響。請參考OPA369的數據手冊上的IB的最大值是50pA。

2.4 不同芯片類型的技術造成的基集電流的差異及范圍

以下全部是TI的的數據手冊內容，它們的基集電流從fA的CMOS技術運放到幾百nA的高速晶體管運放。

需要注意的是晶體管運放總是大于CMOS型運放，而且具有內部基極抵消電路的晶體管運放比沒有此電路的晶體管運放的基極電流要低。

2.5 CMOS型運放與帶IB抵消技術的雙極性晶體管運放溫度特性對比

由于CMOS運放內部是二極管，而二極管的溫漂非常嚴重，所以從25°C開始沒有上升10°C內部的基集電流就會漲一倍，請注意這個貌似看上去線性增加的，但是實際上是以對數形式在增加。它受溫度影響比較嚴重。

而內部帶基集電流抵消電路的運放就相對較穩定了，它直到75°C以上才開始增大。需要注意的是它的縱坐標是線性的。

但是不論怎么樣最終CMOS的電流還是遠低于內部帶有抵消基集電流電路的運放 。

三、輸出偏置電流IB對輸出電壓的影響計算

輸入偏置電流對于輸出電壓的影響與輸入偏置電壓的影響幾乎一樣，計算方法也幾乎相同。

首先我們將輸入偏置電流等效為運放每個輸入管腳上的電流源模型。請注意當同相輸入管腳上沒有阻抗時，此時的輸入失調電流不會引入任何的誤差。反之當同相輸入管腳存在阻抗時，則會產生誤差電壓。后面會分類討論。

3.1 運放同相輸入阻抗為0的誤差分析

分析的原理圖及步驟如下：

基于節點分析法，我們可知輸出電壓Vout是由兩部分正常，其一是由輸入偏置電流IB引起的輸出電壓等于IB*RF=19.8mV（約等于20mV），其二是正常因為輸入電壓Vin造成的Vout=（1+RF/R1）*Vin。所以輸出的誤差電壓完全是由于反向輸入偏置電流IB流經RF電阻產生的。同時這里也說明了當Vin+的輸入阻抗為0ohm時，此時的誤差與輸入失調電流IB_os無關。輸入失調電流不會引入誤差。

分別計算兩部分的電壓為，由于IB*RF造成的Vout=19.8mV，而輸入電壓引起的Vout=100mV，所以最終的Vout=119.8mV。由于IB造成的誤差是19.8%。我們可以類推其他運放電路的計算公式，只需要將工作溫度下或者極限輸入偏置電流輸入帶入就可以知道在不同輸入電壓下的誤差了。僅從本例來講當前電路對于小信號放大影響很大。

3.2 運放同相輸入阻抗為R2的誤差分析

分析的原理圖及步驟如下：

將Vin_P帶入Vo后可得下式：

從上面可知因為輸入電流產生的誤差為：

有上面可知增加R2減小了因輸入偏置電流造成的誤差，3.1章節中分析的誤差是19.8mV。同樣令上式中誤差為0，則可以求出最好的匹配電阻：

而上式中IB_os= IB_P-IB_N， 通過這里可知當IB_P與IB_N的符號相同時Vin+存在輸入阻抗后因為引入了輸入失調電流IB_os的誤差抵消掉輸入偏置電流IB引入的誤差。但是當IB_P與IB_N的符號相反時會進一步增加輸出的誤差 。

四、結論

在實際評估和使用過程中需要注意以下幾點：

1、不同型號的運放其輸入偏置電流IB和輸入失調電流IB_os,差異很大，需要去數據手冊獲取，總體上來講這兩個參數越小越好。

2、當同相輸入管腳上沒有阻抗時，此時的輸入失調電流不會引入任何的誤差。反之當同相輸入管腳存在阻抗時，則會產生誤差電壓。

3、針對于不同的放大電路需要去推其計算公式才能評估輸入偏置電流IB和輸入失調電流IB_os的其影響大小。進一步才能知道因為同相輸入電阻引入的誤差是否會將輸出調零，例如本文中就是產生了有利的匹配將輸出誤差降低了。

4、雖然溫度對輸入偏置電流IB和輸入失調電流IB_os有影響，但是主體還是靠不同芯片的技術造成的差異。