Part 01

前言

反相放大電路是一種基礎(chǔ)的運(yùn)算放大電路，可以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大并反相輸出。它的核心組件是運(yùn)算放大器，常用于信號(hào)處理、濾波等應(yīng)用。它有以下幾個(gè)基本組成部分：

1.輸入電阻Rin：連接輸入信號(hào)Vin和運(yùn)算放大器的反相輸入端（-）。

2.反饋電阻Rf：連接運(yùn)算放大器的輸出端和反相輸入端之間。

3.同相輸入端：接地或接到固定電位，這樣保證了反相輸入端成為虛地。

問(wèn)題是我們實(shí)際在設(shè)計(jì)電路時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)放V+同相輸入端不是直接連到GND，而是通過(guò)一個(gè)電阻連接到GND，這樣問(wèn)題就來(lái)了，無(wú)論運(yùn)放V+同相輸入端是通過(guò)電阻連到GND，還是直接連到GND，都不影響運(yùn)放V+同相輸入端的電位是0V，那這個(gè)電阻R3是多此一舉嗎？還有必要放嗎？

Part 02

原因分析

之前的文章我們其實(shí)已經(jīng)分析過(guò)了，這個(gè)電阻是為了解決運(yùn)放偏置電流引起的輸入失調(diào)電壓，感興趣可以翻一下，這里簡(jiǎn)單說(shuō)明一下：

輸入偏置電流可以被電路中的電阻轉(zhuǎn)換為電壓，并與信號(hào)一起放大。如果電路本身的增益比較大，那么即使是納安級(jí)別的失調(diào)電流，也是可能會(huì)被放大到毫伏甚至伏特級(jí)別，從而導(dǎo)致電路中輸出錯(cuò)誤。那么我們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)問(wèn)題呢？就是通過(guò)V+同相輸入端的電阻來(lái)解決的。

下面是考慮運(yùn)放輸入偏置電流后得到的運(yùn)放輸出電壓表達(dá)式，當(dāng)IB1=IB2時(shí)，如果R3=R1||R2時(shí)，那么后面括號(hào)中的失調(diào)項(xiàng)就等于0，就解決了運(yùn)放偏置電流引起的偏差，那問(wèn)題真的這么容易被解決嗎？

Part 03

注意事項(xiàng)

上面的分析我們需要注意到一個(gè)重要前提是當(dāng)輸入偏置電流IB1=IB2時(shí)，通過(guò)增加R3才有用，但實(shí)際上運(yùn)放的輸入偏置電流一般是不同的，是有偏差的，所以IB1一般不等于IB2，如果IB1和IB2相差比較大，我們?cè)黾与娮鑂3不僅沒(méi)用，還會(huì)有副作用，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致括號(hào)中的值變得更大。 另外需要注意的是我們知道運(yùn)放分為雙極型和CMOS型，雙極型運(yùn)放的偏置電流比較大，CMOS型運(yùn)放的偏置電流比較小，對(duì)應(yīng)偏置電流引起的失調(diào)電壓也比較小，當(dāng)CMOS型運(yùn)放如果用于高放大倍數(shù)的電路配置中，此時(shí)如果我們?cè)黾覴3匹配電阻的話，R3匹配電阻阻值也會(huì)比較大，電阻阻值過(guò)大會(huì)引入額外的噪聲，此時(shí)用R3導(dǎo)致增加的噪聲電壓比不用甚至更大，所以用不用R3做匹配電阻還要考慮運(yùn)放類型以及電路的放大倍數(shù)。