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什么是输入失调电压、如何消除

钜大LARGE  |  点击量:4105次  |  2020年02月18日  

什么是输入失调电压、如何消除

失调电压是运放的最重要参数之一,运放由众多的晶体管组成,由两路(目的在于设计一致)的晶体管组成第一级差分输入级;


差分,在于有差即有别,然而差别终在输出级体现,这是他的特性;


这样,我们就有一个要求,在输入级没有差别,即在输出也无差别,这是理想状态;


然而,生产工艺根本无法做到这一点,晶体管的参杂工艺参差不齐,导致晶体管参数各异,在相同的条件下,显示出来的电气特性各式各样,最终就有了失调电压之说。


事实上,集成电路设计师总是想尽方法减少这种差异,比如在一块相同的硅片上制作对称器件,在热导方面也尽量做到一致性等。


但是还是无法克服,于是在一些高精度场合,引出了专门调节这个电压的调整端,以满足应用要求。


输入失调电压Uio,输入失调电压是加在两输入端之间,使输出为零所需要的电压。消除放大电路零位误差的几种方法


1、选用具有零位调整的运放。


2、在放大器输入端加一偏置电路。


3、单电源供电的放大电路,主要加一完全对称的放大电路,并且把其中一路接地。运放选用同一芯片内的运放,以便消除温飘的影响。


输入失调电压、输入失调电流对运算电路的影响

输入失调电压VIO、输入失调电流IIO不为零时,运算电路的输出电压将产生误差。根据VIO和IIO的定义,将运放用图1来等效,其中小三角符号内代表理想运放。



利用戴维南定理和诺顿定理可将两输入端化简,如图2所示,则



由于电路中两输入端均接地,在VIO、IIB和IIO作用下,产生的输出电压VO即是绝对误差。若R2=R1//Rf,由IIB引起的误差可以消除,输出电压变为



由上式可见,积分时间常数τ=R1C越小或积分时间越长,误差越大。减小误差的办法是选用失调及温漂小的高精度、超高精度运放,或将时间常数适应选大些。也可以在输入级加调零电位器或在输入端加一补偿电压或补偿电流,以抵消VIO和IIO的影响,使VO(t)为零。


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