放大器失调电压（放大器失调电压产生原因及变化）
本文目录一览：
- 1、失调电压,什么是失调电压
- 2、运放失调电压的测量原理?
- 3、运放的输入失调电压UIO和输入失调电流IIO分别是什么
- 4、怎样测试运算放大器的输入失调电压?
- 5、多级放大器电路中Vos失调电压的评估方法
- 6、运放之输入失调电压
失调电压,什么是失调电压
当运放两输入为零时，输出都有一定数值，即失调电压Vos。将失调电压除以噪声增益得到输入失调电压，它被等效为一个与运放反向输入端串联的电压源，要对放大器两输入端施加差分电压以产生零输出，并且失调电压会随温度变化而改变，即所说的漂移。
失调电压，又称输入失调电压，记为U1，一个理想的运放，当输入电压为0时，输出电压也应为0。但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。通常在输入电压为0时，存在一定的输出电压。解释一：在室温25℃及标准电源电压下，输入电压为0时，为使输出电压为0，在输入端加的补偿电压叫做失调电压。
失调电压，又称输入失调电压，是指一个理想的运放，当输入电压为0时，输出电压也应为0。
它是因为制造误差，使得运放相当于在运放的正极接入了一个正向低电信号，信号幅度就是失调电压幅度，且它与输入信号是叠加的。举个例子：一个运放，它的失调电压是2mV，放大倍数是100，那么，当你输入信号为0V时，它的输出电压是200mV。
运放失调电压的测量原理?
将运放输入端短路，且接地，开环使用，理论上运放的输出电压也应该为〇。但是由于运放内部的电路不可能绝对平衡，会有失调电压，它的输出端会因为这种失调的电压影响而有一定的失调输出电压。测出失调输出电压的值，用这个值除以运放的开环放大倍数，即是运放的失调电压指标，表示了它失调度的大小。
上面具体例子中的电阻值选取对于有些情况不太合适，一般运放的偏置电流只有若干nA数量级，如果采用10M电阻，那么由于偏置电流造成的输出电压只有若干mV，而且此时还包括了失调电压的影响（偏大或偏小都有可能，具体取决于失调电压的极性）。
运放输入失调电压是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。运放输入失调电压测试只要将运放连接成差分放大电路（也称减法电路），再将两个输入端短接之后接地即可。为了方便测量，可设置较大的增益，如1001倍，输出电压除以1001就是输入失调电压。
在室温（25℃）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压即失调电压VIO。实际上指输入电压Vi=0时，输出电压Vo折合到输入端的电压的负值，Vio被等效成一个与运放反相输入端串联的电压源。必须对放大器的两个输入端施加差分电压，以产生0V输出。
普通运放便宜，但性能不行。所以，有的厂商就把IC做了一些改进，在运放上增加了失调电压调整引脚，一般都是通过一个可调电阻接好，原理是通过可调电阻在运放负端引入一个正压，以抵消运放正极因制造而引入的电压，使得运放在输入信号为0V时，输出端的电压尽量接近0V。这个就是失调电压调整电路。
当运放两输入为零时，输出都有一定数值，即失调电压Vos。将失调电压除以噪声增益得到输入失调电压，它被等效为一个与运放反向输入端串联的电压源，要对放大器两输入端施加差分电压以产生零输出，并且失调电压会随温度变化而改变，即所说的漂移。
运放的输入失调电压UIO和输入失调电流IIO分别是什么
运放的输入失调电压UIO定义为：当运放的输出直流电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压称为输入失调电压。--输入失调电压一般是mV数量级。
输入失调电流IIO：输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其 两输入端偏置电流的差值。输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。输入失调电流是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。
在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。即UIO的温度系数，是衡量运放温漂的重要参数，越小越好。输入失调电流 IIO 在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。
怎样测试运算放大器的输入失调电压?
1、直接利用失调电压的定义来测：正负输入端均接地，然后测量输出电压。该电压即为失调电压。电路接法参考国家标准GB3442-82，同时也应注意用补偿电容消除电路中的自激振荡。使运算放大器输出端为0V（或接近0V）所需加于两输入端间之补偿电压。理想之运算放大器其VIO为0V，一般约为数毫伏。
2、输入失调电压测试只要将运放连接成差分放大电路，再将两个输入端短接之后接地即可。在理想运算放大器中，当输入电压时，输出电压应为零。但在实际运算放大器中时，如果要使必须在输入端加入一个很小的电压来补偿，这个电压就是输入失调电压。
3、如果你只是理论上分析一下，可以直接利用失调电压的定义来测：正负输入端均接地，然后测量输出电压。该电压即为失调电压。如果想提高理论分析的可行性也可以像楼上那样搭建一个同向放大器。这样测得的电压将不是uV或者更小数量级的，便于测量，最后把输出电压除以放大倍数即为失调电压。
4、输入失调电压之定义 输入失调电压（Input off set Voltage），简称VIO，其定义是为使运算放大器输出端为0V（或接近0V）所需加于两输入端间之补偿电压。理想之运算放大器其VIO为0V，一般约为数毫伏，如μA741C在25℃ 时其VIO最大值为6mV，LM318在25℃ 时其VIO最大值为10mV。
5、将失调的输出电压除以开环放大倍数得出的数据定义为失调电压，是考虑输出的电压的大小，不仅与运放内部的失调大小有关，还和运放的放大倍数有关。譬如一个10倍放大能力的运放，如果测试时输出了1伏的电压，比一个100倍放大能力的运放输出1伏电压的失调实际上要大得多。
多级放大器电路中Vos失调电压的评估方法
1、首先，工程师们需确认电路架构，明确直流噪声主要由失调电压引起。接着，他们通过分析各放大器的失调电压，发现AD8221ARZ、OP27G和AD8022ARZ的最大值分别为60μV、100μV和6mV。若AD8221ARZ配置增益为5，则输出的最大失调电压为7mV，显然超出预期。
2、目前主流的失调电压处理方法是外部方法，即使用可编程电压实现失调电压调整。例如，使用数模转化器或者数字电位器。如图22（a），采用反相配置的放大器电路，在反相端提供失调电压调节电路。当Rb大于R1的100倍以上时，放大器的输出失调电压Vos满足式2-4。
3、如果你只是理论上分析一下，可以直接利用失调电压的定义来测：正负输入端均接地，然后测量输出电压。该电压即为失调电压。如果想提高理论分析的可行性也可以像楼上那样搭建一个同向放大器。这样测得的电压将不是uV或者更小数量级的，便于测量，最后把输出电压除以放大倍数即为失调电压。
运放之输入失调电压
输入失调电压：是为使运算放大器输出端为0伏所需加于两输入端间之补偿电压。输入失调电压测试只要将运放连接成差分放大电路，再将两个输入端短接之后接地即可。在理想运算放大器中，当输入电压时，输出电压应为零。
输入失调电压（Input offset voltage）是运放工作特性中一个重要参数，描述的是在运放开环使用时，加载在两个输入端之间的直流电压，使得放大器直流输出电压为零。通常，这个电压值在1V以下视为极优秀，100V以下则为较好的性能。
运放的输入失调电压UIO定义为：当运放的输出直流电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压称为输入失调电压。--输入失调电压一般是mV数量级。
运放输入失调电压：理解其重要性与影响输入失调电压，作为运放性能的关键指标，衡量了内部电路的对称性。对称性越好，失调电压越低，这对于精密运放和直流放大应用尤为关键。它定义为使运放输出为零所需的极小输入电压差，即Vos。失调电压主要源于差分输入级管子的不匹配，工艺限制会导致正负端的不一致性。
失调电压的来源如同运放失调电流的形成，输入失调电压主要源于差分输入级中两个晶体管的细微不匹配。工艺限制使得正负输入端的完美匹配几乎是不可能的，高速运放的失调电压一般在毫伏级别，而精密运放如OPA333，其失调电压典型值为2uV，最大值10uV，但即使是同一型号，每颗芯片的实际值也可能有所不同。
输入失调电压（Input off set Voltage），简称VIO，其定义是为使运算放大器输出端为0V（或接近0V）所需加于两输入端间之补偿电压。理想之运算放大器其VIO为0V，一般约为数毫伏，如μA741C在25℃ 时其VIO最大值为6mV，LM318在25℃ 时其VIO最大值为10mV。
