part-3 输入失调电压Vos及温漂

运放应用中，不可避免会碰到输入失调电压Vos问题。尤其对指令信号放大时，由于失调电压的存在，在输出端总会叠加我们不期望的误差。比如电子秤在没有校准时即使没有放东西，其示数也不为0就是这个问题造成的。

理想情况下：当运放两个输入端电压相同时，其输出应该为0，但实际情况却是仍然有一个小电压输出。这就是有输入失调电压导致的，如下图：

输入失调电压定义：为了使输出电压为0，必须在运放两个输入端加一个小电压，这个电压就是输入失调电压。

输入失调电压来源跟输入偏置电流一样，在于运放差分输入级两个管子的不匹配。

两个管子的匹配度在一定范围内和管子面积的平方根成正比，就是说匹配度提高到原来的两倍，面积就是原来的四倍。当达到一定水平后，增加面积也不行了。而且增加面积会增加成本，所以常用的方法是在运放生成出来后再进行测试，然后再trim（调校），这样能使运放精度大大提高。由于调试的成本导致高精度运放价格也更高。

再说两个重要参数，首先是失调电压的温漂，即失调电压的大小会随着温度变化而变化。

失调电压温漂定义为：△Vos / △T = [Vos(T) – Vos(25℃)] / (T - 25℃)

还有一个就是输入失调电压的长期漂移，一般会给出类似于 uV/1000hours 或 uV/month 的单位。

下面是计算一个运放在85℃时的最大失调电压的例子，假设温漂为 1uV/℃。

最大失调电压分为两部分：25℃的失调电压 + 温度变化引起的温漂。如下图：

如果将以上电路增益改为101，则输出为 8585uV，看出看似温漂 1uV/℃很小，实际输出时温漂就成了误差的主要来源，所以如果产品应用环境温差大时一定要注意温漂。

 

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低噪声稳定电压偏置。如下图：