電子電路知識(shí)|失調(diào)電壓結(jié)構(gòu)原理圖解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-09-23
失調(diào)電壓，又稱輸入失調(diào)電壓，指在差分放大器或差分輸入的運(yùn)算放大器中，為了在輸出端獲得恒定的零電壓輸出，而需在兩個(gè)輸入端所加的直流電壓之差。
此參數(shù)表征差分放大器的本級(jí)匹配程度。在差分放大器的兩個(gè)輸入端加有相等的輸入電壓時(shí)，差分輸出電壓稱為輸出失調(diào)電壓。
如果運(yùn)放的輸入端短接在一起并接地（如圖1所示），則輸出存在某一直流電壓。
這個(gè)電壓叫做“輸出失調(diào)電壓”(output offset voltage)，輸入失調(diào)電壓是在沒有任何外部輸入時(shí)存在于兩個(gè)端口間的差分輸入電壓。
換句話說，它可以認(rèn)為是被加到輸入端口間迫使輸出電壓為零的輸入電壓。如果V除以運(yùn)放的電壓增益A0，其結(jié)果是“輸入失調(diào)電壓”(input offset voltage)。
輸出失調(diào)電壓由輸入級(jí)內(nèi)部失配所引起。一個(gè)簡(jiǎn)單差分對(duì)（見圖2）
由兩個(gè)晶體管Q1和Q2組成。輸入端口間任何差分信號(hào)都被放大并且產(chǎn)生輸出電壓V。
實(shí)際上，兩個(gè)晶體管的特性不會(huì)完全一樣；因此，集電極偏置電流Ic1和Ic2會(huì)不同。
結(jié)果，即使沒有任何輸入電壓，也可能會(huì)有一個(gè)差分輸出電壓，其在后級(jí)被放大并且可能因?yàn)楦嗟氖涠鴲夯?/span>
對(duì)于圖3中的反相和同相放大器，輸入失調(diào)電壓的影響可以被確定。對(duì)于這兩種結(jié)構(gòu)．因?yàn)闆]有其他輸入信號(hào)V，可以考慮為同相端的輸入。
很多單運(yùn)放都提供額外管腳用于失調(diào)電壓調(diào)零。使用該功能時(shí)，通常在運(yùn)放自兩個(gè)管腳上接一個(gè)電位器，而電位器的滑動(dòng)端通過電阻與正電源端(或者負(fù)電源端相接，取決與具體的運(yùn)算放大器，電路如圖4所示：
需要注意一個(gè)常見問題：替換不同型號(hào)的運(yùn)放后，如果滑動(dòng)端意外地與錯(cuò)誤的電源相連，那么運(yùn)放將會(huì)損壞。
一個(gè)設(shè)計(jì)良好的運(yùn)放的失調(diào)電壓調(diào)節(jié)范圍不超過其最低等級(jí)產(chǎn)品的最大Vos的2~3倍；然而，運(yùn)放的失調(diào)電壓調(diào)整管腳處的電壓增益通常大于信號(hào)輸入端的增益。
因此，必須盡可能地減小失調(diào)電壓調(diào)整管腳處的噪聲，也就是避免使用長(zhǎng)導(dǎo)線連接運(yùn)放和電位器。
失調(diào)電壓調(diào)零會(huì)引起失調(diào)溫度系數(shù)上升，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓漂移受失調(diào)電限調(diào)整設(shè)置的影響。內(nèi)部調(diào)節(jié)端只能用于調(diào)整運(yùn)放自己的失調(diào)電壓，而不能糾正系統(tǒng)的失調(diào)誤差。
對(duì)于FET輸入型運(yùn)放來說，漂移損失約為4μV/℃。通常，最好通過選擇合適的器件/等級(jí)來控制失調(diào)電壓。
失調(diào)電壓外調(diào)整的方法分為反相運(yùn)算放大電路失調(diào)電壓的外部調(diào)整方法以及同相運(yùn)算放大電路失調(diào)電壓的外部調(diào)整方法。以同相運(yùn)算放大電路失調(diào)電壓的外部調(diào)整方法為例說明失調(diào)電壓的外調(diào)整。
對(duì)于同相運(yùn)算放大電路，可以采用如圖5所示的電路：
在運(yùn)放的反相輸入端注入小的偏置電壓。當(dāng)R3》R1時(shí)，失調(diào)電壓較小，該電路工作性能較好；否則，信號(hào)增益將受調(diào)整失調(diào)電壓用的電位器的影響。然而，當(dāng)R3與固定的低阻抗參考電源±VREF，相連時(shí)，信號(hào)增益將穩(wěn)定。
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