Comprender la resistencia de equilibrio en el amplificador operacional bipolar

Simplemente no puedo entender la resistencia de compensación en el amplificador operacional bipolar. Y leer otras respuestas en Razón detrás de elegir la resistencia de compensación para la corriente de polarización de entrada en los amplificadores operacionales o ¿Cómo actúa la resistencia de compensación en el amplificador operacional? no ha aclarado mi confusión.

  1. ¿Es la "corriente de polarización de entrada" la corriente generada desde una fuente de alimentación externa o alguna corriente no deseada que resultó del circuito del amplificador operacional cuando el amplificador operacional está encendido? En mi aprendizaje de BJT, la polarización de entrada significa establecer el punto Q acoplando un voltaje de CC a la base de un transistor. Entonces, mi suposición de sesgo de entrada en el amplificador operacional es la parte de CC de la señal de entrada, pero en otros lugares afirman que el sesgo de entrada se debe a desajustes del transistor dentro del circuito del amplificador operacional; por lo tanto, la corriente de polarización es una corriente "no deseada" inducida desde dentro del amplificador operacional Pero si se trata de una corriente no deseada que debe eliminarse, no se le puede llamar sesgo de entrada; no es una entrada significativa para ninguna operación ni un sesgo para configurar un sistema para centrar una señal amplificada. Ninguna de mis interpretaciones es correcta.

  2. En el diagrama, cuando existe una diferencia de potencial entre V − y V + entonces un I O tu T se generará para poner a cero el potencial de entrada a través de R 2 y R 1 divisor de voltaje. V + está conectado a tierra a 0 V independientemente del tamaño de R 3 . Y viendo desde el circuito del amplificador operacional, el emisor de la entrada inversora ve R 2 ∥ R 1 β , y el colector de la entrada no inversora ve R 3 β . Entonces, el amplificador operacional detrás de las entradas ve una resistencia total de R 2 ∥ R 1 + R 3 β . Agregando la compensación R 3 solo se suma a la resistencia que se ve desde el amplificador operacional, ¿cómo equilibra o compensa algo?

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V+ no está conectado a tierra, sería cierto si no hubiera corriente fluyendo por allí. V+ está conectado a R3*I_biasvoltios de potencial.
@muyustan tienes razón déjame tachar eso. Pero queda algo de pregunta o si lo llamo de otra manera: una corriente en el lado del colector-emisor genera o tira I C β corriente en la base después de la caída de voltaje R 3 . Entonces el tamaño de R 3 solo cambia su propia caída de voltaje, pero la corriente en + (o la base de un BJT) sigue siendo un valor dictado por su corriente de colector dentro del amplificador operacional. Wow, esto es confuso: ¿una corriente de colector induce una corriente de base?
Y con la resistencia de compensación i.stack.imgur.com/FbltQ.jpg
Es simplemente la corriente base de los BJT de entrada.

Respuestas (2)

¿Es la "corriente de polarización de entrada" la corriente generada desde una fuente de alimentación externa o alguna corriente no deseada que resultó del circuito del amplificador operacional cuando el amplificador operacional está encendido?

La corriente de polarización del amplificador operacional es esa pequeña corriente que necesitan las entradas del amplificador operacional para operar correctamente el dispositivo. Esto no siempre es igual para ambas entradas y casi todas las hojas de datos se refieren a la diferencia en las corrientes de polarización de entrada como corriente de compensación de entrada. Esa compensación es desconocida (sin medición) y también puede cambiar con el tiempo, por lo tanto, el uso de resistencias para intentar cancelar la corriente de compensación no es efectivo.

Por lo tanto, es posible que tenga una especificación de corriente de polarización de entrada de 100 nA y una corriente de compensación de entrada especificada como 10 nA. Esto podría significar que las verdaderas corrientes de polarización en las entradas son: -

  • +110 nA para una entrada
  • +90 nA para la otra entrada

Las resistencias de igual valor en ambos circuitos de entrada cancelarán la corriente de polarización, pero la corriente de compensación aún es desconocida y no se puede reducir fácilmente porque no sabemos qué es.

Entonces, el efecto de las resistencias de entrada hace que ambas entradas aumenten o disminuyan ligeramente en la misma cantidad cuando hay corrientes de polarización exactamente iguales y esto significa que no hay un voltaje de compensación adicional en las entradas que conduzca al mismo error que lo que se llama voltaje de compensación de entrada (otro parámetro en la hoja de datos para todos los amplificadores operacionales).

Dos causas de error de salida, conocidas como voltaje de compensación de salida son:

1) Voltaje de compensación de entrada. 2) Corrientes de polarización de entrada.

(La falta de coincidencia de las resistencias de degeneración de la etapa de entrada también contribuye al voltaje de compensación de salida).

El voltaje de compensación de entrada es causado por una falta de coincidencia de VBE en los dos transistores de entrada debido a las tolerancias de fabricación.

Las corrientes de polarización de entrada son corrientes que entran (transistores de entrada NPN) o salen (transistores de entrada PNP) de las entradas del amplificador operacional. Los transistores de entrada deben tener estas corrientes de base para permitir que las corrientes de colector fluyan en la etapa de entrada.

Para comprender estas dos causas de compensación de salida, es mejor considerar cada una por separado, ya que sus efectos individuales se suman para causar el voltaje de compensación de salida total. Bajo ciertas condiciones, los dos efectos pueden cancelarse parcialmente entre sí.

Entonces, como su pregunta es sobre los errores de salida causados ​​por las corrientes de polarización de entrada, consideremos la situación ideal donde el voltaje de compensación de entrada VOS es cero y el voltaje de compensación de salida es causado únicamente por las corrientes de polarización de entrada.

Consideremos la situación en la que la entrada al circuito VIN = 0V.

Debido a que las corrientes de colector de los transistores de entrada son fijas (por la fuente de corriente de la etapa de entrada), significa que sus corrientes de base también son una corriente constante. En realidad, estas corrientes de base tendrán un valor diferente entre sí debido a la falta de coincidencia de fabricación de hFE en los dos transistores de entrada.

Supongamos el caso ideal en el que los hFE de los dos transistores de entrada coinciden perfectamente y, por lo tanto, las corrientes de polarización son iguales.

Comencemos también sin R3, por lo que la entrada no inversora se conecta directamente a 0V. Ahora, debido a que asumimos VOS = VIN = 0V, entonces la entrada inversora también está en 0V y no fluye corriente en R1 (ambos extremos de R1 en 0V).

La corriente de polarización de la entrada no inversora fluye directamente a tierra y, por lo tanto, no tiene efecto en la salida. Sin embargo, la corriente de polarización de la entrada inversora debe fluir a través de R2 y, por lo tanto, provoca una compensación de voltaje en la salida igual a –IBIAS * R2.

Ahora, si insertamos R3 en el circuito, IBIAS que fluye a través de R3 provoca una caída de voltaje en R3 que aumenta ambas entradas con el mismo voltaje. Esto significa que ahora hay una corriente que fluye en R1 y, por lo tanto, menos corriente que la que fluía a través de R2. (Recuerde que IBIAS es fijo).

Resulta que si R3 se hace igual a R1//R2, entonces las entradas se elevan en la cantidad justa para eliminar el voltaje de compensación de salida y llevar la salida a 0V. Esta cancelación solo funciona perfectamente en el caso ideal donde las corrientes de base son iguales.

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