運放失調(diào)電壓的詳解

運放輸入失調(diào)電壓及溫漂詳解在運放的應用中，不可避免的會碰到運放的輸入失調(diào)電壓Vos問題，尤其對直流信號進行放大時，由于輸入失調(diào)電壓Vos的存在，放大電路的輸出端總會疊加我們不期望的誤差。舉個簡單，老套，而經(jīng)典的例子，由于輸入失調(diào)電壓的存在，會讓我們的電子秤在沒經(jīng)調(diào)校時，還沒放東西，就會有重量顯示。我們總不希望，買到的重量與實際重有差異吧，買蘋果差點還沒什么，要是買白金戒指時，差一克可是不少的money哦。下面介紹一下運放的失調(diào)電壓，以及它的計算。最后再介紹一些TI的低輸入失調(diào)電壓運放。不足之處，多多拍磚。理想情況下，當運放兩個輸入端的輸入電壓相同時，運放的輸出電壓應為0V，但實際情況確是，即使兩輸入端的電壓相同，放大電路也會有一個小的電壓輸出。如下圖，這就是由運放的輸入失調(diào)電壓引起的。<VQU1VOS25URJ1Mj——V/v<VQU1VOS25URJ1Mj——V/v *IdealOpAmpInputOffsetVoltageCreate-sVouterrorVouterror=50uV當然嚴格的定義應為，為了使運放的輸出電壓等于0，必需在運放兩個輸入端加一個小的電壓。這個需要加的小電壓即為輸入失調(diào)電壓Vos。注意，是為了使出電壓為0,而加的輸入電壓，而不是輸入相同時，輸出失調(diào)電壓除以增益（微小區(qū)別）。運放的輸入失調(diào)電壓來源于運放差分輸入級兩個管子的不匹配。如下圖。受工藝水平的限制，這個不匹配是不可避免的。差分輸入級的曾經(jīng)請教過資深的運放設(shè)計工程師，據(jù)他講，兩個管子的匹配度在一定范圍內(nèi)是與管子的面積的平方根成正比，也就是說匹配度提高為原來的兩倍。面積要增加四倍，當?shù)竭_一個水平時，即使再增加面積也不會提高匹配度了。提高面積是要增加IC的成本的哦。所在有一個常被使用的辦法，就是在運放生產(chǎn)出來后，進行測試，然后再Trim（可以理解為調(diào)校了）。這樣就能使運放的精度大在提高。當然，測試和Trim都是需要成本的哦。所以精密運放的價格都比較貴。這段只當閑聊，呵呵。我們關(guān)注輸入失調(diào)電壓，是因為他會給放大電路帶來誤差。下面就要分析它帶來的誤差。在計算之前，我們再認識一個讓我們不太爽的參數(shù)，失調(diào)電壓的溫漂，也就是說，上面提到的輸入失調(diào)電壓會隨著溫度的變化而變化。而我們的實際電路的應用環(huán)境溫度總是變化的，這又給我們帶來了棘手的問題。下表就是在OPA376datasheet上截取下來

的參數(shù)。它溫漂最大值為1uV/℃(-40℃to85℃)。一大批運放的Vos是符合正態(tài)分布的，因此datasheet一般還會給出offset分布的直方圖。CAHDfTlOMSOPA37C.OPA237&.OPMJiTtUNfTMMTTFMU□FF^TWQLTAWIn0ulOTimwohmi V^a:5■TnrapHNia* WTdTTTC加十iMP1p^rcOFFSETVOLTAGE

PRODUCTIONDISTRIBUTIONOffsetVoltage(uV)?—QgmrOffsetVoltage(uV)?—Qgmr當溫度變化時，輸入失調(diào)電壓溫漂的定義為：―― 一一)-%式25QAT-T]-25c剛忘記了另一個重要的參數(shù)，就是運放輸入失調(diào)電壓的長期漂移一般會給出類似uV/1000hours或uV/moth等。有些datasheet會給出這一參數(shù)。下面舉例計算一下OPA376,在85c時的最大失調(diào)電壓，主要是兩部分，一部分是25度時的輸入失調(diào)電壓，另一部分是溫度變化引起的失調(diào)電壓漂移。.具體步聚如下圖。從結(jié)果來看似1uV/℃溫漂，在乘上溫度變化時，就成為了誤差的主導。因此，如果設(shè)計的電路在寬的溫度范圍下應用，需在特別關(guān)注溫漂。RF1M-AVV-Rl1MI 777Vos_drrftSOuVo-b25uRF1M-AVV-Rl1MI 777Vos_drrftSOuVo-b25uIdealOpArrp*―(VoutOperatingTerrperatue=2SCto85CAT=85C-25C=&0CdV&sVosdrift=AT _ drVos_drifi=&0C-1uVq=50uVInitialVos+VosDrrftGreatjesV&uterrorVouterror=170uV.Vos(85℃)=25uV+60uV=85uV..如果放大電路的Gain改為100，則最大輸出失調(diào)電壓就為8.5mV。這是最差的情況。? 關(guān)于輸入失調(diào)電壓的測試在“運放參數(shù)的詳細解釋和分析-part2，如何測量輸入偏置電流Ib，失調(diào)電流Ios”中有介紹，感興趣的話，可以去看看。還有簡單的測試方法，如下圖：.Vos=Vout/1001需要提醒的是，使用簡易方法測試單電源運放的