运放参数的详细解释和分析-part3，输入失调电压Vos及温漂（建议置顶） - 放大器 - 德州仪器在线技术支持社区
运放参数的详细解释和分析-part3，输入失调电压Vos及温漂（建议置顶）
发表于4年前
<input type="hidden" id="hGroupID" value="21"
&span style=&font-size:&>& & & &在运放的应用中，不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vos问题，尤其对直流信号进行放大时，由于输入失调电压Vos的存在，放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。举个简单，老套，而经典的例子，由于输入失调电压的存在，会让我们的电子秤在没经调校时，还没放东西，就会有重量显示。我们总不希望，买到的重量与实际重有差异吧，买苹果差点还没什么，要是买白金戒指时，差一克可是不少的money哦。下面介绍一下运放的失调电压，以及它的计算。最后再介绍一些TI的低输入失调电压运放。不足之处，多多拍砖。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & &理想情况下，当运放两个输入端的输入电压相同时，运放的输出电压应为0V，但实际情况确是，即使两输入端的电压相同，放大电路也会有一个小的电压输出。如下图，这就是由运放的输入失调电压引起的。&/span>&/p>
&p style=&text-align:&>&span style=&font-size:&>&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_1.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_1.png&>&/a>&br>&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & & 当然严格的定义应为，为了使运放的输出电压等于0，必需在运放两个输入端加一个小的电压。这个需要加的小电压即为&span style=&color:#ff0000;&>输入失调电压Vos&/span>。注意，是为了使出电压为0，而加的输入电压，而不是输入相同时，输出失调电压除以增益（微小区别）。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & & &运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。如下图。受工艺水平的限制，这个不匹配是不可避免的。差分输入级的不匹配是个坏孩子，它还会引起很多其他的问题，以后介绍。&/span>&/p>
&p style=&text-align:&>&&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_2.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_2.png&>&/a>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & & 曾经请教过资深的运放设计工程师，据他讲，两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比，也就是说匹配度提高为原来的两倍。面积要增加四倍，当到达一个水平时，即使再增加面积也不会提高匹配度了。提高面积是要增加IC的成本的哦。所在有一个常被使用的办法，就是在运放生产出来后，进行测试，然后再Trim(可以理解为调校了)。这样就能使运放的精度大在提高。当然，测试和Trim都是需要成本的哦。所以精密运放的价格都比较贵。这段只当闲聊，呵呵。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & & 我们关注输入失调电压，是因为他会给放大电路带来误差。下面就要分析它带来的误差。在计算之前，我们再认识一个让我们不太爽的参数，失调电压的温漂，也就是说，上面提到的输入失调电压会随着温度的变化而变化。而我们的实际电路的应用环境温度总是变化的，这又给我们带来了棘手的问题。下表就是在&a href=&.cn/product/cn/OPA376& target=&extwin&>OPA376&/a> datasheet上截取下来的参数。它温漂最大值为1uV/℃(-40℃to 85℃)。一大批运放的Vos是符合正态分布的，因此datasheet一般还会给出offset分布的直方图。&/span>&/p>
&p style=&text-align:&>&&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_3.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_3.png&>&/a>&/p>
&p style=&text-align:&>&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_3_2D00_1.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_3_2D00_1.png&>&/a>&/p>
&p style=&text-align:&>&span style=&font-size:&>& & & &当温度变化时，&span style=&color:#ff0000;&>输入失调电压温漂&/span>的定义为：&/span>&/p>
&p style=&text-align:&>&&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_4.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_4.png&>&/a>&/p>
&p style=&text-align:& align=&center&>&span style=&font-size:&>& & &刚忘记了另一个重要的参数，就是&span style=&color:#ff0000;&>运放输入失调电压的长期漂移&/span>，一般会给出类似uV/1000hours或&span>uV/moth等。&/span>有些datasheet会给出这一参数。&/span>&/p>
&p>& &span style=&font-size:&>& &下面举例计算一下&a href=&.cn/product/cn/OPA376& target=&extwin&>OPA376&/a>，在85℃时的最大失调电压，主要是两部分，一部分是25度时的输入失调电压，另一部分是温度变化引起的失调电压漂移。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>具体步聚如下图。从结果来看似1uV/℃温漂，在乘上温度变化时，就成为了误差的主导。因此，如果设计的电路在宽的温度范围下应用，需在特别关注温漂。&/span>&/p>
&p style=&text-align:&>&&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_5.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_5.png&>&/a>&/p>
&p style=&text-align:&>&span style=&font-size:&>Vos(85℃)= 25uV+60uV=85uV.&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>如果放大电路的Gain改为100,则最大输出失调电压就为8.5mV。这是最差的情况。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & &&&/span>&span style=&font-size:&>关于输入失调电压的测试在&运放参数的详细解释和分析-part2，如何测量输入偏置电流Ib，失调电流Ios&中有介绍，感兴趣的话，可以去看看。还有简单的测试方法，如下图：&/span>&/p>
&p>&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_6.png&>&img style=&display:margin-left:margin-right:& border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_6.png&>&/a>&/p>
&p align=&center&>&span style=&font-size:&>Vos = Vout/1001&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & & 需要提醒的是，使用简易方法测试单电源运放的输入失调电压时，需要将输入端短路并提供一个低噪声的稳定电压偏置。如下图。&/span>&/p>
&p style=&text-align:&>&span style=&font-size:&>&a href=&/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_7.png&>&img border=&0& alt=& & src=&/resized-image.ashx/__size/550x0/__key/communityserver-discussions-components-files/52/D00_7.png&>&/a>&br>&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>& & & & TI的运放水平在全球一直处于领选地位，下面列一些TI的低温漂运放，它们的最大漂移只有0.05uV/℃。输入失调电压Vio最大值只有5uV。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>&a href=&.cn/cn/docs/prod/folders/print/opa734.html& target=&_tiProd&>OPA734&/a>&&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>&a href=&.cn/cn/docs/prod/folders/print/opa735.html& target=&_tiProd&>OPA735&/a>&&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>&a href=&.cn/cn/docs/prod/folders/print/opa334.html& target=&_tiProd&>OPA334&/a>&&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>&a href=&.cn/cn/docs/prod/folders/print/opa335.html& target=&_tiProd&>OPA335&/a>&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>还有一些温漂很小的运放，&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>&a href=&.cn/product/cn/OPA333& target=&extwin&>OPA333&/a>，&a href=&.cn/product/cn/OPA188& target=&extwin&>OPA188&/a>&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>感兴趣的可以在下面的列表中找到。&/span>&/p>
&p>&span style=&font-size:&>&a href=&.cn/paramsearch/cn/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=3028&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T&>.cn/paramsearch/cn/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=3028&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T&/a> &/span>&/p>
&p>&&/p>&div style=&clear:&>&/div>" />
运放参数的详细解释和分析-part3，输入失调电压Vos及温漂（建议置顶）
探花9716分
& & & &在运放的应用中，不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vos问题，尤其对直流信号进行放大时，由于输入失调电压Vos的存在，放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。举个简单，老套，而经典的例子，由于输入失调电压的存在，会让我们的电子秤在没经调校时，还没放东西，就会有重量显示。我们总不希望，买到的重量与实际重有差异吧，买苹果差点还没什么，要是买白金戒指时，差一克可是不少的money哦。下面介绍一下运放的失调电压，以及它的计算。最后再介绍一些TI的低输入失调电压运放。不足之处，多多拍砖。
& & & &理想情况下，当运放两个输入端的输入电压相同时，运放的输出电压应为0V，但实际情况确是，即使两输入端的电压相同，放大电路也会有一个小的电压输出。如下图，这就是由运放的输入失调电压引起的。
& & & & 当然严格的定义应为，为了使运放的输出电压等于0，必需在运放两个输入端加一个小的电压。这个需要加的小电压即为输入失调电压Vos。注意，是为了使出电压为0，而加的输入电压，而不是输入相同时，输出失调电压除以增益（微小区别）。
& & & & &运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。如下图。受工艺水平的限制，这个不匹配是不可避免的。差分输入级的不匹配是个坏孩子，它还会引起很多其他的问题，以后介绍。
& & & & 曾经请教过资深的运放设计工程师，据他讲，两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比，也就是说匹配度提高为原来的两倍。面积要增加四倍，当到达一个水平时，即使再增加面积也不会提高匹配度了。提高面积是要增加IC的成本的哦。所在有一个常被使用的办法，就是在运放生产出来后，进行测试，然后再Trim(可以理解为调校了)。这样就能使运放的精度大在提高。当然，测试和Trim都是需要成本的哦。所以精密运放的价格都比较贵。这段只当闲聊，呵呵。
& & & & 我们关注输入失调电压，是因为他会给放大电路带来误差。下面就要分析它带来的误差。在计算之前，我们再认识一个让我们不太爽的参数，失调电压的温漂，也就是说，上面提到的输入失调电压会随着温度的变化而变化。而我们的实际电路的应用环境温度总是变化的，这又给我们带来了棘手的问题。下表就是在 datasheet上截取下来的参数。它温漂最大值为1uV/℃(-40℃to 85℃)。一大批运放的Vos是符合正态分布的，因此datasheet一般还会给出offset分布的直方图。
& & & &当温度变化时，输入失调电压温漂的定义为：
& & &刚忘记了另一个重要的参数，就是运放输入失调电压的长期漂移，一般会给出类似uV/1000hours或uV/moth等。有些datasheet会给出这一参数。
& & &下面举例计算一下，在85℃时的最大失调电压，主要是两部分，一部分是25度时的输入失调电压，另一部分是温度变化引起的失调电压漂移。
具体步聚如下图。从结果来看似1uV/℃温漂，在乘上温度变化时，就成为了误差的主导。因此，如果设计的电路在宽的温度范围下应用，需在特别关注温漂。
Vos(85℃)= 25uV+60uV=85uV.
如果放大电路的Gain改为100,则最大输出失调电压就为8.5mV。这是最差的情况。
& & & &&关于输入失调电压的测试在&运放参数的详细解释和分析-part2，如何测量输入偏置电流Ib，失调电流Ios&中有介绍，感兴趣的话，可以去看看。还有简单的测试方法，如下图：
Vos = Vout/1001
& & & & 需要提醒的是，使用简易方法测试单电源运放的输入失调电压时，需要将输入端短路并提供一个低噪声的稳定电压偏置。如下图。
& & & & TI的运放水平在全球一直处于领选地位，下面列一些TI的低温漂运放，它们的最大漂移只有0.05uV/℃。输入失调电压Vio最大值只有5uV。
还有一些温漂很小的运放，
感兴趣的可以在下面的列表中找到。
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
进士4950分
Life-Time Max Shift (ten-year) = Max Initial Value&
Long-Term Max Spec = 2 * Initial Spec
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
探花9716分
谢谢Van的详细补充。
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
没懂。 意思是datasheet中drift的最大值就是10年的？
& 那么10年后 的drift是1.75uv？
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
输入偏置电流和输入失调电流在计算对放大电路的影响时，最后归纳成为一个失调电压，并且输入偏置电流和输入失调电流和本文中的失调电压都是晶体管不对称引起的，所以输入偏置电流和输入失调电流引起的失调电压和本文中的运放失调电压是不是可以归纳为一个失调电压？
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
进士3235分
您好，没有理解您所谓的&最大值就是10年&是什么意思。drift最大值为1.75uV/C的意思是温度每变化1C，offset voltage会变化1.75uV,不知道您所谓的10年从何而来呢？
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
进士3235分
由Ib引起的offset和运放本身的offset不能简单的归纳为同一个失调电压，Ib会与反馈电阻形成一个offset，如果Ib过大，自然会对运放的精度造成影响。
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
能仔细讲讲，在应用的时候，如何避免Ib（失调电压）所带来的不良影响吗？&& 我看相关OP的datasheet ，发现有个 输出失调电压，这个如何理解？
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
虽然引起失调电流与失调电压的原因可能相同，但并不能是一个事物的两个概念。失调电流更侧重于直流偏置情况下由于晶体管失配通过外部的电阻而引起的误差；失调电压却是运放本身存在的，无论外部的电阻如何变化，这个失调电压是一直存在的。不知道这样理解是否可以？
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.
这是什么意思，没有看懂，求大神解释，谢谢
You have posted to a forum that requires a moderator to approve posts before they are publicly available.君，已阅读到文档的结尾了呢~~
介绍比较器与普通运放的基本指标和差异
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
比较器与普通运放的区别
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口全面分析运算放大器和电压比较器的区别_中华文本库
第1页/共4页
全面分析运算放大器和电压比较器的区别
作者：Mymusics@快修网
运算放大器和比较器无论外观或图纸符号都差不多，那么它们究竟有什么区别，在实际维修中如何区分？今天我来图文全面分析一下，夯实大家的基础，让维修更上一层楼。
先看一下它们的内部区别图:
从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采用双
晶体管推挽输出，而比较器只用一只晶体管，集电极连到输出端，发射极接地。
第1页/共4页
寻找更多 ""运放和比较器的根本区别
我的图书馆
运放和比较器的根本区别
内部补偿电路主要是针对线性工作的需要。负反馈是可以利用虚短虚断，而正反馈是只能用虚断一、放大器与比较器的主要区别是闭环特性!　 放大器大都工作在闭环状态，所以要求闭环后不能自激。而比较器大都工作在开环状态更追求速度。对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器(要主意输出电平)，反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用。因为比较器为了提高速度进行优化，这种优化却减小了闭环稳定的范围。而运放专为闭环稳定范围进行优化，故降低了速度。所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责。如同放大器可以用作比较器一样，也不能排除比较器也可以用作放大器.但是你为了让它闭环稳定所付出的代价可能超过加一个放大器!换言之,看一个运放是当作比较器还是放大器就是看电路的负反馈深度.所以，浅闭环的比较器有可能工作在放大器状态并不自激。但是一定要作大量的试验,以保证在产品的所有工作状态下都稳定!这时候你就要成本/风险仔细核算一下了二、升或下降时间要短，输出符合TTL/CMOS 电平/或OC 等，不要求中间环节的准确度，同时驱动能力也不一样。一般情况：用运放做比较器，多数达不到满幅输出，或比较后的边沿时间过长，因此设计中少用运放做比较器为佳。三、运放和比较器的区别比较器和运放虽然在电路图上符号相同，但这两种器件确有非常大的区别，一般不可以互换，区别如下:　　1、比较器的翻转速度快，大约在ns 数量级，而运放翻转速度一般为us 数量级(特殊的高速运放除外)。　　2、运放可以接入负反馈电路，而比较器则不能使用负反馈，虽然比较器也有同相和反相两个输入端，但因为其内部没有相位补偿电路，所以，如果接入负反馈，电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路，这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。　　3、运放输出级一般采用推挽电路，双极性输出。而多数比较器输出级为集电极开路结构，所以需要上拉电阻，单极性输出，容易和数字电路连接。　　　比较器(LM339)输出是集电极开路(OC)结构 , 需要上拉电阻才能有对外输出电流的能力。而运放输出级是推挽的结构， 有对称的拉电流和灌电流能力。　　另外比较器为了加快响应速度，中间级很少，也没有内部的频率补偿。运放则针对线性区工作的需要加入了补偿电路。下载附件请访问电子工程【分享】如果您觉得本文有用，请点击右上角“…”扩散到朋友圈！ 关注电子工程专辑请搜微信号:“eet-china”或点击本文标题下方“电子工程专辑”字样,进入官方微信“关注”。
TA的最新馆藏[转]&[转]&}