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运放输入失调电压(Vos)和温漂(ΔVos/ΔT)

时间:2023-09-04 11:36来源:未知 作者:admin 点击:
输入失调电压(Vos)和温漂(ΔVos/ΔT)是运放直流参数中比较重要的参数,本文主要介绍运放的失调电压和温漂,帮助 工程师 快速理解。 本文由江苏润石资深FAE-Colin Qin 撰写      1输入

输入失调电压(Vos)和温漂(ΔVos/ΔT)是运放直流参数中比较重要的参数,本文主要介绍运放的失调电压和温漂,帮助工程师快速理解。

本文由江苏润石资深FAE-Colin Qin 撰写     

1输入失调电压(Vos)和温漂(ΔVos/ΔT)的概念

1.1 输入失调电压(Vos)的概念

绝对值定义:输入失调电压 Vos,是指为了让运放的输出为零,需要额外在输入端补偿的电压值。也可定义为当运放接成跟随器且正输入端接地时(运放双电源供电),输出存在的非 0 电压。

输入失调电压(Vos)有正有负,通常拥有正态分布的特性,正常应用时一般取最大值计算。以RS633X系列Vos分布为例。

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图 1 RS633X系列Vos分布

常见Vos测量方法,运放做跟随,正输入接GND,输出电压即为失调电压(Vos)。

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图 2 RS6331的Vos测试电路

1.2 温漂(ΔVos/ΔT)的概念

定义:温漂是指运放的失调电压会随温度的变化而发生变化。

Bipolar(三极管)工艺的运放温漂比较线性单调,CMOS工艺的运放温漂不是线性单调的,但是为了方便描述,统一归一化为 X uV/℃。

2输入失调电压(Vos)产生的原因

理想运放输入电压为零时,输出电压也为零。实际上由于工艺的限制,运放的输入级做不到完全对称。

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图 3 通用运放输入等效电路

3Vos修调的方式和常见规格

Vos修调的方式主要有三种:激光修调(Trim),电子修调(e-Trim),自稳零技术。

通用的CMOS 运放的失调电压在 3mV~10mV,出厂时可以经过晶圆级的激光修调(Trim),失调电压可以收窄到最大 0.5mV,而封装后的电子修调,可以精确到 50uV 级别,如果需要更加小的失调电压,运放需要用自稳零技术,斩波和自稳零技术可以把失调电压控制在 1uV 级别。

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表 1不同修调下的Vos

4整体电路Vos的计算

运放的失调电压和温漂会被线性放大,具体公式为:

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(公式1-1)

Vos:25℃下的输入失调电压;

V_dirft:温漂系数;

T:环境温度

G: 闭环增益

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 图 4 整体电路Vos的计算

以润石RS6331XF为例,规格书标注Vos最大为±3mV,温漂为2uV/℃,假设芯片工作在85℃环境下,图4中取R1=1K,R2=99K,将取值代入公式1-1,计算结果如下:

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即RS6333XF在85℃下,同向放大100倍时,Vos产生的误差为±312mV,所以在单电源供电时,特别需要注意存在负的失调电压,可以适当的在输入增加偏置电压。

审核编辑:汤梓红

(责任编辑:admin)
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