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什么是輸入失調電壓、如何消除

鉅大LARGE  |  點擊量:4123次  |  2020年02月18日  

什么是輸入失調電壓、如何消除

失調電壓是運放的最重要參數之一,運放由眾多的晶體管組成,由兩路(目的在于設計一致)的晶體管組成第一級差分輸入級;


差分,在于有差即有別,然而差別終在輸出級體現,這是他的特性;


這樣,我們就有一個要求,在輸入級沒有差別,即在輸出也無差別,這是理想狀態;


然而,生產工藝根本無法做到這一點,晶體管的參雜工藝參差不齊,導致晶體管參數各異,在相同的條件下,顯示出來的電氣特性各式各樣,最終就有了失調電壓之說。


事實上,集成電路設計師總是想盡方法減少這種差異,比如在一塊相同的硅片上制作對稱器件,在熱導方面也盡量做到一致性等。


但是還是無法克服,于是在一些高精度場合,引出了專門調節這個電壓的調整端,以滿足應用要求。


輸入失調電壓Uio,輸入失調電壓是加在兩輸入端之間,使輸出為零所需要的電壓。消除放大電路零位誤差的幾種方法


1、選用具有零位調整的運放。


2、在放大器輸入端加一偏置電路。


3、單電源供電的放大電路,主要加一完全對稱的放大電路,并且把其中一路接地。運放選用同一芯片內的運放,以便消除溫飄的影響。


輸入失調電壓、輸入失調電流對運算電路的影響

輸入失調電壓VIO、輸入失調電流IIO不為零時,運算電路的輸出電壓將產生誤差。根據VIO和IIO的定義,將運放用圖1來等效,其中小三角符號內代表理想運放。



利用戴維南定理和諾頓定理可將兩輸入端化簡,如圖2所示,則



由于電路中兩輸入端均接地,在VIO、IIB和IIO作用下,產生的輸出電壓VO即是絕對誤差。若R2=R1//Rf,由IIB引起的誤差可以消除,輸出電壓變為



由上式可見,積分時間常數τ=R1C越小或積分時間越長,誤差越大。減小誤差的辦法是選用失調及溫漂小的高精度、超高精度運放,或將時間常數適應選大些。也可以在輸入級加調零電位器或在輸入端加一補償電壓或補償電流,以抵消VIO和IIO的影響,使VO(t)為零。


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