電子電路知識|失調(diào)電壓結(jié)構(gòu)原理圖解-KIA MOS管

失調(diào)電壓

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匹配程度。在差分放大器的兩個輸入端加有相等的輸入電壓時，差分輸出電壓稱為輸出失調(diào)電壓。

失調(diào)電壓結(jié)構(gòu)

如果運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存在于兩個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除以運放的電壓增益A0，其結(jié)果是“輸入失調(diào)電壓”(input offset voltage)。

失調(diào)電壓運放

失調(diào)電壓原理

輸出失調(diào)電壓由輸入級內(nèi)部失配所引起。一個簡單差分對（見圖2）

失調(diào)電壓運放

由兩個晶體管Q1和Q2組成。輸入端口間任何差分信號都被放大并且產(chǎn)生輸出電壓V。

實際上，兩個晶體管的特性不會完全一樣；因此，集電極偏置電流Ic1和Ic2會不同。

結(jié)果，即使沒有任何輸入電壓，也可能會有一個差分輸出電壓，其在后級被放大并且可能因為更多的失配而惡化。

對于圖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。對于這兩種結(jié)構(gòu)．因為沒有其他輸入信號V，可以考慮為同相端的輸入。

失調(diào)電壓運放

失調(diào)電壓內(nèi)調(diào)整

很多單運放都提供額外管腳用于失調(diào)電壓調(diào)零。使用該功能時，通常在運放自兩個管腳上接一個電位器，而電位器的滑動端通過電阻與正電源端(或者負(fù)電源端相接，取決與具體的運算放大器，電路如圖4所示：

失調(diào)電壓運放

需要注意一個常見問題：替換不同型號的運放后，如果滑動端意外地與錯誤的電源相連，那么運放將會損壞。

一個設(shè)計良好的運放的失調(diào)電壓調(diào)節(jié)范圍不超過其最低等級產(chǎn)品的最大Vos的2~3倍；然而，運放的失調(diào)電壓調(diào)整管腳處的電壓增益通常大于信號輸入端的增益。

因此，必須盡可能地減小失調(diào)電壓調(diào)整管腳處的噪聲，也就是避免使用長導(dǎo)線連接運放和電位器。

失調(diào)電壓調(diào)零會引起失調(diào)溫度系數(shù)上升，運放的輸入失調(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)整運放自己的失調(diào)電壓，而不能糾正系統(tǒng)的失調(diào)誤差。

對于FET輸入型運放來說，漂移損失約為4μV/℃。通常，最好通過選擇合適的器件/等級來控制失調(diào)電壓。