【模拟电路设计】输入失调电压

　　闸流管输入失调电压凯发在线登录下载网址翻板劈参数决定了输出与理想运算放大器匹配的精确程度。因此，运算放大器的精度取决于直流误差的大小。

　　我们在使用运放时，经常会看到一个参数，输入失调电压凯发在线登录下载网址，输入失调电压 (VOS) 是运算放大器 (op amp)规格中的常见直流参数。但是这个值是干嘛的？今天我们主要分为如下两方面进行讲解一下。

　　理想情况下，如果运算放大器的两个输入电压完全相同，则输出应为0V。但运放内部两输入支路无法做到完全平衡凯发在线登录下载网址，导致输出永远不会是0，具体见图1所示。此时保持放大器负输入端不变，而在正输入端施加一个可调的直流电压，调节它直到输出直流电压变为0V，此时正输入端施加的电压的负值即为输入失调电压，用VOS表示。

　　但是，多数情况下，输入失调电压不分正负， 生产厂家会以绝对值表示。输入失调电压乘以增益，表现为输出电压与理想值的偏差。当运用在传感器时，运算放大器的输入失调电压会导致传感器检测灵敏度出现误差。为了将检测误差保持在指定的容限水平以下凯发在线登录下载网址，有必要选择具有低输入失调电压的运算放大器凯发在线登录下载网址。

　　因此，可以知道对于一些要求高的产品会选择输入失调电压较小的运放，失调电压为1uV以下，属于极优秀的。100uV以下的属于较好的。

　　例如：当一个放大器被设计成A倍闭环电压增益时，如果放大器的失调电压为VOS，则放大电路0输入时，输出存在一个等于A*VOS的直流电平，此输出被称为输出失调电压。闭环增益越大，则输出失调电压也越大。对我们想要的输出偏差就越大。

　　理论来说Vout=A（VIN+-VIN-），但实际是Vout=A（VIN+-VIN-+VOS），意味着Vout会受VOS干扰。我们来看图2加深印象，可以看见实线是我们想要的输出波形，虚线为实际的输出波形，当V0S越小时，虚线越接近实线

　　晶体管的不匹配所导致，而这种情况在工艺上很难避免，就好比同样加工的产品尺寸总会有一定的误差，不可能完全一样，只是看你衡量的尺度，比如只精确小数点后两位时值可能一样，但是精确到小数点后十位、后百位时凯发在线登录下载网址，就会出现差异了，这是工艺上无法避免的，所以导致任何运放都会有失调电压。大多数运放的输入级由差分放大器

　　常用的处理方法是在运放生产后进行测试与校准，或者在输出级使用斩波等技术改善运放的失调电压。

　　产生VOS的原因主要是由于硅芯片制造过程中输入晶体管和元件不匹配，以及封装过程中施加在芯片上的应力影响。这些影响共同导致流经输入电路的偏置电流失配，导致运算放大器输入端出现电压差。通过增加匹配、改进封装材料和工艺，可降低VOS。