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-----前文导读-----
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-----本文简介-----
主要内容包括:
①:什么是运放的输入失调电压
②:电路设计中输入失调电压有何表现
③:如何在电路设计中避免输入失调电压的影响
输入失调电压(Input Offset Voltage, Vos)是这么来的,运放在开环状态下,将正负输入端接地,输出电压不为零,若通过调整正或负输入端电压将输出调整为0V,则输入电压值即为输入失调电压(暂不考虑输入失调电流)。
图1 运放的输入失调导致输出不为0V
图2运放的输入失调电压为5.557uV
如上图1,运放输入输出均接地,理想状态下输出应该为0V,但输入失调电压的存在导致其输出为-227mV,图2通过对正端加入一定的电压使输出尽量接近0V,在输出为0V(-6.98uV约等于0V)时,正端加入了5.557uV的电压,则该运放的输入失调电压为5.557uV。
2.影响输入失调电压的因素:
温度影响
下图3是一款运放的输入失调电压,最大在4mV左右,此外还有个参数是输入失调电压漂移,在允许的温度范围内,最大为11uV/℃,即温度变化一度,输入失调电压变化11uV。
图3数据手册中运放的输入失调电压
图4是一款精密运放的输入失调电压,可以看出当其共模输入电压Vcm不同时,其输入失调电压也不同,共模输入电压Vcm范围越大则输入失调电压越大。
图4 包含输入失调电压的同相放大电路仿真
二、电路中输入失调电压有何表现
1. 同相放大电路示例
图5包含输入失调电压的同相放大电路
2.同相放大电路仿真
一个10倍放大的同相放大电路,若无输入失调电压,输出为0.5*10=5V,而在包含了10mV的输入失调电压后,输出比预期增大了0.01*10=0.1V,导致输出失真。
三、如何在电路设计中避免输入失调电压的影响
1. 选用高精度运放
一般的运放其输入失调电压在5mV左右,例如TI的LM2904,而精密运放可以达到10uV以下的输入失调电压。
2. 优化电路工作温度
保证温度稳定性有利于降低运放的输入失调电压。如上图7,在整个温度范围内,其输入失调电压最大值为23uV,实际工作温度范围越小,输入失调电压漂移越小。
----总结----
总结:本文粗略总结了运放的输入失调电压的概念与仿真分析,也总结了降低输入失调电压的方法。
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