【導讀】運算放大器被廣泛用於各種電子電路中。它們用於小電壓的放大，以進一步執行信號處理。煙霧探測器、光電二極管跨阻放大器
、醫療器械
，甚至工業控製係統等應用都需要盡可能低的運算放大器輸入電容，因為這會影響噪聲增益（Noise Gain），進而影響係統的穩定性，特別是具有高頻率和高增益的係統。

問題:

在測量運算放大器輸入電容時，應關注哪些方麵
？

答案:

必須確保測量精度不受PCB或測試裝置的雜散電容和電感影響。您可以通過使用低電容探頭、在PCB上使用短連接線，並且避免在信號走線下大麵積鋪地來盡可能規避這些問題。

運算放大器被廣泛用於各種電子電路中。它們用於小電壓的放大
，以進一步執行信號處理。煙霧探測器、光電二極管跨阻放大器、醫療器械，甚至工業控製係統等應用都需要盡可能低的運算放大器輸入電容，因為這會影響噪聲增益（Noise Gain）
，進而影響係統的穩定性
，特別是具有高頻率和高增益的係統。

weilejinkenengtigaoxiangyingdianludejingdu，womenxuyaozhidaoyunsuanfangdaqideshurudianrongdedaxiao。danshi，shujushoucezhongtongchangbutigongzheyixinxi

，suoyixuyaodanduqueding。zhekenenghenkunnan，yinweizaixuduoqingkuangxia，shurudianrongdouzhiyoujipF。

表1列出了幾個不同的運算放大器示例，及其各自的輸入電容值。

表1.不同的運算放大器及其輸入電容值

如何確定輸入電容

圖1顯示了確定運算放大器輸入電容的一種簡單方法，即增加一個電阻，與運算放大器輸入串聯(R_SERIES)。這會形成一階低通濾波器
，其頻率響應可由網絡分析儀進行記錄。我們可以根據頻率響應計算出輸入電容。電阻R_SERIES一般在10 kΩ至100 kΩ之間。

圖1.在運算放大器輸入端增加串聯電阻之後

，可以測量運算放大器的輸入電容。

在記錄頻率響應時，必須確保測量精度不受PCB或測試設備的雜散電容和雜散電感影響。

為提高測量分辨率
，應盡可能降低雜散電容。建議使用低電容(<1 pF) FET探頭。

PCB對地電容應盡可能低
，這可以通過確保信號走線和串聯電阻下方沒有接地層來實現。

此外，應使用盡可能短的線路和（電阻）引線，以規避額外的誤差源
，例如串聯電感和寄生電感。

圖2顯示一種可能的測試配置
，其中包含網絡分析儀和功率分配器。

圖2.用於確定運算放大器輸入電容的測試設置。

功率分配器負責分割信號。信號1:1原(yuan)樣(yang)饋(kui)送(song)至(zhi)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)，在(zai)通(tong)過(guo)插(cha)入(ru)的(de)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)之(zhi)後(hou)
，到(dao)達(da)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)。然(ran)後(hou)
，網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)根(gen)據(ju)這(zhe)兩(liang)個(ge)信(xin)號(hao)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)值(zhi)產(chan)生(sheng)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)。

要進行測量
，需要確定雜散電容C_STRAY。首先，對沒有安裝運算放大器的電路板應用該信號進行測量。根據得到的波特圖
，使用公式1計算C_STRAY：

f₁(–3 dB)是使用網絡分析儀
，在不帶運算放大器時測量得出的–3 dB轉角頻率
，R_TH1與插入的串聯電阻(R_SERIES)
、輸入端接電阻(50 Ω)和功率分配器（Thévenin同等產品）的50 Ω源阻抗成函數關係：

然後，將運算放大器安裝到PCB上。

由於PCB的雜散電容與運算放大器的輸入電容並聯
，所以在公式1中加入C_IN，如公式3所示：

其中，f₂(–3 dB)是使用網絡分析儀
，在帶有運算放大器時測量得出的–3 dB轉角頻率，R_TH2與插入的串聯電阻

、輸入端接電阻(50 Ω)
、功率分配器的輸出電阻(50 Ω)
，以及運算放大器(R_CM)的共模輸入阻抗成函數關係：

一般來說
，對於具有CMOS輸入的運算放大器，R_SERIES << R_CM。所以，R_TH2 ≈ R_TH1
，公式3可以改寫成公式5：

然後，可以使用公式1和公式5確定運算放大器的輸入電容。

結論

運算放大器的輸入電容是很難測量的。它通常隻有幾pF，並(bing)且(qie)測(ce)試(shi)設(she)置(zhi)中(zhong)的(de)寄(ji)生(sheng)效(xiao)應(ying)會(hui)扭(niu)曲(qu)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)小(xiao)型(xing)測(ce)試(shi)裝(zhuang)置(zhi)
，以(yi)及(ji)由(you)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)和(he)功(gong)率(lv)分(fen)配(pei)器(qi)構(gou)成(cheng)的(de)適(shi)用(yong)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)輕(qing)鬆(song)確(que)定(ding)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)：首先
，確定雜散電容（測試設置中的誤差電容），然後，通過頻率響應確定運算放大器電路的組合電容（誤差電容和輸入電容）。根據上述公式，可以計算運算放大器的實際輸入電容。

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