Перейти к содержанию

Входной ток операционного усилителя

Идеальный операционный усилитель не потребляет тока по входам, реальный — потребляет. Этот ток, протекая через резисторы схемы, создаёт напряжение ошибки, которое усиливается вместе с сигналом.

Обновлено Редакция GAW

Входной ток операционного усилителя (input bias current, IIB) — постоянный ток, который течёт во входы или из входов реального ОУ. Он нужен для работы входных транзисторов, и его значение зависит от их типа:

ОУВходной каскадВходной ток при 25 °C
LM358биполярный45 нА типично, до 250 нА
NE5532биполярный200 нА типично, до 800 нА
TL072полевые транзисторы с p-n-переходом65 пА типично, до 200 пА

Ток, протекая через резисторы, подключённые ко входам, создаёт на них напряжение, которое ОУ воспринимает как сигнал. Входной ток NE5532 200 нА на резисторе 1 МОм — это 0,2 В на входе, больше, чем напряжение смещения нуля любого из этих усилителей. На резисторе 10 кОм — уже 2 мВ.

Отсюда практические правила. Для источников с малым сопротивлением входной ток неважен, и можно брать биполярные ОУ, например малошумящий NE5532. Для высокоомных цепей — делителей на мегаомах, интеграторов, датчиков с большим внутренним сопротивлением — нужен ОУ на полевых транзисторах вроде TL072. Если резисторы ко входам одинаковы, ошибку создаёт только разность входных токов, которая обычно в несколько раз меньше.

Параметры конкретных усилителей — в карточках LM358 и LM324 и NE5532 и TL072, основные схемы — в статье «Операционный усилитель».

Частые вопросы

Чем входной ток отличается от разности входных токов?

Входной ток — средний ток, текущий в каждый из входов. Разность входных токов (input offset current) — насколько токи двух входов различаются. Если сопротивления, подключённые к обоим входам, одинаковы, ошибку создаёт только разность, а она в несколько раз меньше: у LM358 5 нА против 45 нА.

Почему у TL072 входной ток в тысячи раз меньше, чем у LM358?

Из-за входного каскада. У LM358 и NE5532 на входах биполярные транзисторы, и в базы течёт ток — десятки и сотни наноампер. У TL072 входы на полевых транзисторах с p-n-переходом, и ток — это утечка затворов, пикоамперы при 25 °C. При нагреве она быстро растёт.

Как уменьшить ошибку от входного тока?

Сделать одинаковыми сопротивления, подключённые к обоим входам: в неинвертирующий вход ставят резистор, равный параллельному соединению резисторов обратной связи. Тогда ошибку создаёт только разность входных токов. Если сопротивления в схеме мегаомные, берут ОУ с полевыми транзисторами на входе.

Источники

  1. onsemi. LM258, LM358, LM358A, LM358E, LM2904 and others (LM358/D, Rev. 36, September 2024) — входной ток −45 нА типично, до −250 нА; разность входных токов 5 нА типично, до 50 нА
  2. Texas Instruments. NE5532x, SA5532x Dual Low-Noise Operational Amplifiers (SLOS075K, revised December 2025) — входной ток 200 нА типично, до 800 нА
  3. Texas Instruments. TL07xx Low-Noise FET-Input Operational Amplifiers (SLOS080W, revised July 2025) — входной ток 65 пА типично, до 200 пА при 25 °C; во всём диапазоне температур — до 7 нА у TL07xC

Нашли ошибку?

Смотрите также