Spannung durch den Widerstand, der mit dem positiven Anschluss des Operationsverstärkers verbunden ist

Da kein Strom vom negativen zum positiven Anschluss fließt, wie wirkt sich dies auf die Spannung der beiden Eingänge des Operationsverstärkers aus?

In Wirklichkeit fließt bei allen Operationsverstärkern ein kleiner Strom in oder aus ihren Eingangsanschlüssen. Dieser Parameter ist in ihrem Datenblatt aufgeführt und wird als Eingangsruhestrom bezeichnet ($I_{B}$) .

Wenn der 10-Ohm-Widerstand nicht vorhanden wäre und V1 = 0 wäre, wäre Ihre Ausgangsspannung nicht genau Null, und einer der Hauptgründe dafür ist der Effekt von$I_{B}$.

Unter der Annahme, dass der Rest des Operationsverstärkers ideal ist (unendliche Open-Loop-Verstärkung, Null-Eingangsspannungs-Offset usw.), können wir diesen Effekt berechnen:

Nennen wir den 500-Ohm-Widerstand$R_{F}$, der 50-Ohm-Widerstand$R_{IN-}$und der 10 Ohm Widerstand$R_{IN+}$.

$I_{B}$müsste durchkommen$R_{F}$, So$V_{o}=I_{B}R_{F}$. Je größer Ihr Rückkopplungswiderstand ist, desto größer ist die Abweichung von der erwarteten Ausgangsspannung.

Aber wenn Sie hinzufügen$R_{IN-}$, es wird eine Spannung von fallen$V_{IN+} = -I_{B}R_{IN-}$.

Der Operationsverstärker passt Vo so an$V_{IN-} = V_{IN+}$, also jetzt$R_{IN-}$kann auch mit etwas strom beitragen. Nachdem Sie dies gelöst haben, werden Sie das finden, wenn Sie möchten$R_{IN+} = R_{IN-}||R_{F}$, wird es die Auswirkungen der Eingangsvorspannungen richtig kompensieren, und Ihr Ausgang Vo wird wie erwartet sein.

Als letzte Bemerkung möchte ich erwähnen, dass Sie mit diesem neuen Wissen vielleicht immer eine Eingangsruhestromkompensation hinzufügen möchten, aber das ist nicht immer eine gute Sache, wegen der Auswirkungen des thermischen Rauschens von Widerständen. Ein klassisches Beispiel ist die Verstärkung eines kleinen Wechselstromsignals. Es ist besser, mit einem DC-Offset zu leben (den Sie später entfernen oder kompensieren können), als das Rauschen des zusätzlichen Widerstands direkt am Eingang des Operationsverstärkers einzuführen, das durch die Verstärkung der Konfiguration verstärkt wird.

1. Die Widerstandswerte sind für typische OpAmp etwas klein. Es muss im kOhm- und MOhm-Bereich gearbeitet werden.

2. Der Widerstand am nicht invertierenden Eingang wird im Allgemeinen nicht benötigt, wenn der Operationsverstärker nahezu ideal ist. Die Verwendung dieses Widerstands kompensiert den Eingangsstrom des realen OpAmp. Sein Wert sollte gleich den Widerständen sein, die parallel zum invertierenden Eingang geschaltet sind - 50||500 = 45 Ohm. In diesem Schema hat der Widerstand also einen zu kleinen Wert.

Wie auch immer, für den modernen JFET- oder MOSFET-Eingangs-OpAmp kann dieser Widerstand getrost weggelassen (auf 0 gesetzt) ​​werden.

Solange dieser Widerstand mit Effekten zweiter Ordnung arbeitet, kann man ihn bei vereinfachter Analyse der Schaltung einfach ignorieren.