减小运放失调电压方法解析

发布日期:2023-01-16
减小运放失调电压方法解析

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cn2759057y_减小运放失调电压温漂的电路失效

当运放两输入为零时,输出都有一定数值,即失调电压Vos。将失调电压除以噪声增益得到输入失调电压,它被等效为一个与运放反向输入端串联的电压源,要对放大器两输入端施加差分电压以产生零输出,并且失调电压会随温度变化而改变,即所说的漂移。注意失调电压与基线漂移的区别

运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。如下图。受工艺水平的限制,这个不匹配是不可避免的。差分输入级的不匹配是个坏孩子,它还会引起很多其他的问题,以后介绍。

曾经请教过资深的运放设计工程师,据他讲,两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比,也就是说匹配度提高为原来的两倍。面积要增加四倍,当到达一个水平时,即使再增加面积也不会提高匹配度了。提高面积是要增加IC的成本的哦。所在有一个常被使用的办法,就是在运放生产出来后,进行测试,然后再Trim(可以理解为调校了)。这样就能使运放的精度大在提高。当然,测试和Trim都是需要成本的哦。所以精密运放的价格都比较贵。这段只当闲聊,呵呵。

我们关注输入失调电压,是因为他会给放大电路带来误差。下面就要分析它带来的误差。在计算之前,我们再认识一个让我们不太爽的参数,失调电压的温漂,也就是说,上面提到的输入失调电压会随着温度的变化而变化。而我们的实际电路的应用环境温度总是变化的,这又给我们带来了棘手的问题。下表就是在OPA376 datasheet上截取下来的参数。它温漂最大值为1uV/℃(-40℃to 85℃)。一大批运放的Vos是符合正态分布的,因此datasheet一般还会给出offset分布的直方图。

另一个重要的参数,就是运放输入失调电压的长期漂移,一般会给出类似uV/1000hours或uV/moth等。有些datasheet会给出这一参数。

下面举例计算一下OPA376,在85℃时的最大失调电压,主要是两

部分,一部分是25度时的输入失调电压,另一部分是温度变化引起的失调电压漂移。

减小运放失调电压方法解析

一是使用斩波技术消失调,缺点是实际上将低频噪声调制到高频,后面需要多次斩波。

二是使用电压匹配修正技术,内部消失调,缺点是电路太过复杂,实际失调调节时需要的精度太高。

三是以上两种方法的结合,即又修正又斩波,这是目前最好的一种修正方案。

关于失调电压,运放就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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