最近，一位客戶在這里訪問了TI E2E 社區(qū)的高精度放大器論壇，提出了令人費(fèi)解的電路工作情況問題。

其電路使用一款運(yùn)算放大器在極低頻率下放大擴(kuò)音器輸出。他采用大型 （47 μF） AC 耦合電容器及高輸入阻抗 （100 kΩ） 為其測量獲得低轉(zhuǎn)角頻率。

遺憾的是，運(yùn)算放大器輸出端出現(xiàn)了幾乎 1 伏特的大量 DC 失調(diào)。這是怎么回事？

我最喜歡的一句名言是丹麥物理學(xué)家 Niels Bohr 說過的：“專家就是在一個非常狹窄領(lǐng)域犯了所有可犯錯誤的人。”我覺得自己還不是一名專家，但這就是我犯過的一個錯誤。

其運(yùn)算放大器輸出端出現(xiàn)了大量失調(diào)

看看圖 1 中的客戶原理圖，C1 電容器值可為該失調(diào)源提供重要的線索。大型電容器（特別是電解質(zhì)與鉭質(zhì)電容器）可能有極大的泄漏電流。這可導(dǎo)致在輸入電阻器 R2 上產(chǎn)生電壓，運(yùn)算放大器會對其進(jìn)行放大。

要知道泄漏電流來自哪里，我們先來看看電容器的基本結(jié)構(gòu)。

電容器的基本結(jié)構(gòu)為兩個間距為“d”的“A”面積電極板

該電容取決于：

電介質(zhì) εr（εo 為自由空間介電常數(shù)）的相對介電常數(shù)、

電極“A”的面積以及

他們的間距“d”。

該結(jié)構(gòu)還會產(chǎn)生電阻：

電阻 R 由介電材料“ρ”的電阻系數(shù)以及電極面積及其間距決定。可惜沒有完美的絕緣介電材料。實際上 Teflon 也只有 1?1023 至 1?1025 （Ωm） 的有限電阻系數(shù)。

R 被稱為“絕緣電阻”，與電容并列。此外，提高電容的因素還會導(dǎo)致絕緣電阻的降低。為了說明這種趨勢，我還針對幾個額定 10 V 電解質(zhì)電容器，繪制了絕緣電阻與電容的比值圖。［1］ 見圖 3。

在相等電壓額定值下，電容器越大，電容器絕緣電阻越低

電容器的絕緣電阻通常取決于電容器的額定電壓，但不是所有應(yīng)用電壓都一樣。

因此，通過電容器的泄漏電流會因應(yīng)用電壓而發(fā)生極大的變化。［2］（見圖 4）

DC 泄漏在極大程度上取決于應(yīng)用電壓

通常，在 40% 的額定電壓下，泄漏電流將降至其額定值的 10%，如圖 4 所示。因此，既可提高電容器電壓額定值，降低泄漏電流，也可轉(zhuǎn)換至超低泄漏的電解化學(xué)類型。［3］

我通常采用聚丙烯薄膜電容器實現(xiàn)低泄漏耦合應(yīng)用。如果我真正需要低泄漏，我就會去我同事 Thomas Kuehl 的辦公室借真空電容器（圖 5），盡管 47 μF 的真空電容器會很大！

50 pF、20 kV 的真空電容器

在調(diào)試電路時，通常原理圖上沒有諸如耦合電容器絕緣電阻等組件，這就會帶來問題。無源組件將在理想模式下工作的假設(shè)，只是我從我努力成為一名專家過程中了解到的眾多錯誤之一。我不知道我的下一個錯誤將是什么。

責(zé)任編輯：haq