如何計(jì)算運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流?
發(fā)布時(shí)間:2020-11-09 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】你知道運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流應(yīng)該如何計(jì)算嗎?如果運(yùn)放兩個(gè)輸入端上的電壓均為 0V,則輸出端電壓也應(yīng)該等于 0V。但事實(shí)上,輸出端總有一些電壓,該電壓稱為失調(diào)電壓 VOS。
你知道運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流應(yīng)該如何計(jì)算嗎?如果運(yùn)放兩個(gè)輸入端上的電壓均為 0V,則輸出端電壓也應(yīng)該等于 0V。但事實(shí)上,輸出端總有一些電壓,該電壓稱為失調(diào)電壓 VOS。
如果將輸出端的失調(diào)電壓除以電路的噪聲增益,得到結(jié)果稱為輸入失調(diào)電壓或輸入?yún)⒖际д{(diào)電壓。這個(gè)特性在數(shù)據(jù)表中通常以 VOS給出。VOS被等效成一個(gè)與運(yùn)放反相輸入端串聯(lián)的電壓源。必須對(duì)放大器的兩個(gè)輸入端施加差分電壓,以產(chǎn)生 0V 輸出。
溫度漂移(Drift)
Vos隨著溫度的變化而改變,這種現(xiàn)象稱為漂移,漂移的大小隨時(shí)間而變化。漂移的溫度系數(shù)TCVos通常會(huì)在數(shù)據(jù)表中給出,但一些運(yùn)放數(shù)據(jù)表僅提供可保證器件在工作溫度范圍內(nèi)安全工作的第二大或者最大的Vos。這種規(guī)范的可信度稍差,因?yàn)門CVos可能是不恒定的,或者是非單調(diào)變化的。
Vos漂移或者老化通常以mv/月或者mV/1000小時(shí)來(lái)定義。但這個(gè)非線性函數(shù)與器件已使用時(shí)間的平方根成正比。例如,老化速度1mV/1000小時(shí)可轉(zhuǎn)化為大約3mV/年,而不是9mV/年。老化速度并不總是在數(shù)據(jù)表中給出,即使是高精度運(yùn)放。
輸入偏置電流(Ibs)
理想運(yùn)放的輸入阻抗無(wú)窮大,因此不會(huì)有電流流入輸入端,但是,在輸入級(jí)中使用雙極結(jié)型晶體管(BJT)的真實(shí)運(yùn)放需要一些工作電流,該電流稱為偏置電流(IB)。通常有兩個(gè)偏置電流:IB+和IB-,它們分別流入兩個(gè)輸入端。IB值的范圍很大,特殊類型運(yùn)放的偏置電流低至60fA(大約每3us通過一個(gè)電子),而一些高速運(yùn)放的偏置電流可高達(dá)幾十mA。
輸入失調(diào)電流(Ios)
單片運(yùn)放的制造工藝趨于使電壓反饋運(yùn)放的兩個(gè)偏置電流相等,但不能保證兩個(gè)偏置電流相等。但不能保證兩個(gè)偏置電流相等。在電流反饋運(yùn)放中,輸入端的不對(duì)稱特性意味著兩個(gè)偏置電流幾乎總是不相等的。這兩個(gè)偏置電流之差為輸入失調(diào)電流Ios,通常情況下Ios很小。
對(duì)于失調(diào)電壓,一般是設(shè)置一個(gè)很大的增益并且把輸入短接。這時(shí)候的輸出電壓除以增益就是失調(diào)電壓的大小。
對(duì)于失調(diào)電流,則是用一個(gè)很大的電阻接在反饋回路上。S1閉合時(shí),測(cè)同相端的偏流Ip,S2閉合的時(shí)候測(cè)反相端的偏流In。
這里的“失調(diào)”電流測(cè)法實(shí)際上測(cè)得的是“偏置電流”而非“失調(diào)電流”,當(dāng)然,分別測(cè)出了+-端的“偏置電流”后,也可以得知“失調(diào)電流”----等于二者的差。
上面具體例子中的電阻值選取對(duì)于有些情況不太合適,一般運(yùn)放的偏置電流只有若干nA數(shù)量級(jí),如果采用10M電阻,那么由于偏置電流造成的輸出電壓只有若干mV,而且此時(shí)還包括了“失調(diào)電壓”的影響(偏大或偏小都有可能,具體取決于失調(diào)電壓的極性)。所以,測(cè)量nA量級(jí)的偏置電流,電阻還得取大些,使Ibias*R達(dá)到v級(jí),此時(shí)也不用扣除失調(diào)電壓的影響了(5mv的失調(diào)電壓對(duì)1v的輸出電壓來(lái)說(shuō),對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響只有0.5%)。
運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓電流怎么計(jì)算
輸入失調(diào)電壓VIO
一個(gè)理想的運(yùn)放,當(dāng)輸入電壓為零時(shí),輸出電壓也應(yīng)為零(不加調(diào)零裝置)。但實(shí)際上它的差分輸入級(jí)很難做到完全對(duì)稱,通常在輸入電壓為零時(shí),存在一定的輸出電壓,該電壓稱為失調(diào)電壓VIO。在室溫(25℃)及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下,輸入電壓為零時(shí),為了使運(yùn)放的輸出電壓為零,在輸入端加的補(bǔ)償電壓即失調(diào)電壓VIO。實(shí)際上指輸入電壓Vi=0時(shí),輸出電壓Vo折合到輸入端的電壓的負(fù)值,Vio被等效成一個(gè)與運(yùn)放反相輸入端串聯(lián)的電壓源。必須對(duì)放大器的兩個(gè)輸入端施加差分電壓,以產(chǎn)生0V輸出。即
Vio=-(Vo│v=0)/Avo
Vio的大小反應(yīng)了運(yùn)放制造中電路的對(duì)稱程度和電位配合情況。Vio值愈大,說(shuō)明電路的對(duì)稱程度愈差,一般約為±(1~10)mV。
Vio隨著溫度的變化而改變,這種現(xiàn)象稱為漂移,漂移的大小隨時(shí)間而變化。漂移的溫度系數(shù)TCVio通常會(huì)在數(shù)據(jù)表中給出,但一些運(yùn)放數(shù)據(jù)表僅提供可保證器件在工作溫度范圍內(nèi)安全工作的第二大或者最大的Vio。這種規(guī)范的可信度稍差,因?yàn)門CVio可能是不恒定的,或者是非單調(diào)變化的。
Vio漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小時(shí)來(lái)定義。但這個(gè)非線性函數(shù)與器件已使用時(shí)間的平方根成正比。例如,老化速度1mV/1,000小時(shí)可轉(zhuǎn)化為大約3mV/年,而不是9mV/年。老化速度并不總是在數(shù)據(jù)表中給出,即便是高精度運(yùn)放。
輸入失調(diào)電流Ιio
在BJT集成電路運(yùn)放中,由于制造工藝趨于使電壓反饋運(yùn)放的兩個(gè)偏置電流相等,但不能保證兩個(gè)偏置電流相等。在電流反饋運(yùn)放中,輸入端的不對(duì)稱特性意味著兩個(gè)偏置電流幾乎總是不相等的。這兩個(gè)偏置電流之差為輸入失調(diào)電流Ιio,輸入失調(diào)電流 offset current, 是指兩個(gè)差分輸入端偏置電流的誤差,即當(dāng)輸出電壓為零時(shí)流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差,即
Iio=│Ibp-Ibn│
由于信號(hào)源內(nèi)阻的存在,Iio會(huì)引起一輸入電壓,破壞放大器的平衡,使放大器輸出電壓不為零。所以,希望Iio愈小愈好,它反映了輸入級(jí)有效差分對(duì)管的不對(duì)稱程度,一般約為1 nA~0.1 mA.以上就是運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的計(jì)算方法,希望能給學(xué)習(xí)過程中的設(shè)計(jì)者帶來(lái)幫助。
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請(qǐng)電話或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來(lái)電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
- 大聯(lián)大世平集團(tuán)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)方案榮獲第六屆“金輯獎(jiǎng)之最佳技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用”獎(jiǎng)
- X-CUBE-STL:支持更多STM32, 揭開功能安全的神秘面紗
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
音頻IC
音頻SoC
音頻變壓器
引線電感
語(yǔ)音控制
元件符號(hào)
元器件選型
云電視
云計(jì)算
云母電容
真空三極管
振蕩器
振蕩線圈
振動(dòng)器
振動(dòng)設(shè)備
震動(dòng)馬達(dá)
整流變壓器
整流二極管
整流濾波
直流電機(jī)
智能抄表
智能電表
智能電網(wǎng)
智能家居
智能交通
智能手機(jī)
中電華星
中電器材
中功率管
中間繼電器