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環(huán)球觀焦點:運算放大器的關鍵指標:失調和偏置

2023-06-15 12:23:30 來源:工程師說硬件

上一期小編對運放的概念做了一個初步的講解,虛斷和虛短的概念大家都掌握了嗎?今天開始,小編將會花費幾期時間,和大家重點介紹運放的關鍵參數,這也是大家了解運放并能靈活使用運放的關鍵,我愿稱之為運放最核心的內容。

知彼知己,方能百戰(zhàn)而不殆!


(資料圖)

01 輸入失調電壓

當運放的正輸入端接0電平,且運放設計為跟隨器電路,此時輸出存在一個非0的電壓,即為運放的輸入失調電壓Vos,通常在uV~mV之間。

由于實際運放的正負輸入端無法做到絕對平衡,是失調電壓產生的根因,也無法避免。

如果運放被設計成Af倍的閉環(huán)增益后,那么輸出就會出現一個Af*Vos的直流電壓,也被稱作輸出失調電壓,這個值可能就沒辦法忽視了。

如果我們應用場景中的有效信號為直流信號,那么我們需要挑選Vos遠小于被測信號幅度的運放;如果我們關注的是交流信號,則可以通過電容耦合的方式濾除掉直流偏置。(也需要關注失調電壓不能太大,防止交流信號削頂失真)

02 失調電壓漂移

隨著時間、溫度、供電電壓等參數變化時,輸入失調電壓也會跟著變化。輸入失調電壓和這些參數變化的比值,成為失調電壓漂移。

通常情況下,輸入失調電壓低的運放,其漂移量也較低。

在一些對精度和穩(wěn)定性要求較高的設計中,失調電壓漂移的影響往往比初始失調電壓還要大。因此,需要根據使用時長、環(huán)境等因素,挑選漂移量較小的運放,保證在產品的生命周期內,總失調電壓始終處于可控范圍之內。

03 輸入偏置電流和失調電流

由于實際運放的輸入阻抗并不是無窮大,因此正負輸入端均有一個電流流過,我們將電流的平均值定義為輸入偏置電流:Ib=(Ib1+Ib2)/2;將電流的差值定義為輸入失調電流:Ios=Ib1-Ib2。該指標通常在fA~uA之間。

當我們在做電流檢測的設計時,過大的偏置電流會分流被測信號,會造成測量誤差;另外,當一輸入端通過電阻接地后,還會在電阻上產生不期望的輸入電壓。

通常FET輸入型運放的偏置電流較小,根據自己的使用場景進行甄別。同時需要合理配置外部電阻,避免產生較大的輸入壓降。

以上就是本期分享的所有內容啦,放大器很難,但也很有趣,小編在大學期間和放大器打交道比較多,工作之后就很少碰到放大器相關應用了,但一直保留著對放大器的熱愛,也希望各位同學能在這里有所學習。歡迎大家持續(xù)關注,下一期我們重點介紹運放的噪聲。

審核編輯:湯梓紅

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