上一篇《放大器Vos失調電壓的產生與影響》提到的案例，是在一個單級放大器電路中，工程師沒有考慮失調電壓最大值，導致閾值設計不合理。相信大多數的工程師在失調電壓評估中都會使用最大值規避這類問題。那么是否使用了失調電壓最大值分析影響就能高枕無憂？本篇通過多級放大器電路探討這一問題。

筆者曾接觸過幾家企業的工程師都參考AD8221數據手冊推薦的電路將單端輸入信號轉為差分信號，用于驅動24bit ∑Δ型ADC測量直流信號，電路如圖3.5。其中有個別工程師預期在沒有標定的前提下，測量到1mV電壓。以該目標分析這個多級放大器的直流噪聲。

圖3.5 AD8221單端轉差分電路

首先查驗電路架構，確認對直流噪聲的影響最大因素是失調電壓。

進一步分析各放大器的失調電壓。如圖4.14(a)，AD8221ARZ在25℃環境中，供電電源±15V時，輸入失調電壓最大值為60μV, 輸出失調電壓最大值為300μV。如圖4.14(b)，OP27G在25℃環境中，供電電源±15V時，輸入失調電壓典型值為30μV，最大值為100μV。如圖4.14(c)，AD8022ARZ在25℃環境中，供電電源±12V，電路增益為1時，輸入失調電壓典型值為1.5mV,最大值為6mV。

圖4.14 AD8221、OP27、AD8022失調電壓

如果AD8221ARZ配置的增益為5時，相信很多工程師都會得出，電路輸出的最大失調為：

6.7mV的輸出失調電壓超出預期，在沒有標定的測量系統中不適用，所以需要更換型號。

上訴分析過程看似有理有據，卻存在一個漏洞。電路所使用的AD8221ARZ、OP27GS與AD8022ARZ同時出現最大值的可能性有多少？

以AD8221輸入失調電壓為例，極限值為±60μV。如圖4.15 ，在輸入失調電壓分布圖中，極限值附近沒有柱形圖出現。其實在芯片生產中，常以±σ代表典型值，±3σ作為極限值，參數超出極限值的芯片將視為“次品”報廢處理。而參數在±3σ坐標系之內任一點概率為零，因為概率為任一段概率密度曲線下的面積。所以使用極限失調電壓值附近一段范圍計算概率， 這里假定為標準差分布在-2.576σ~-3σ與+2.576σ~+3σ內的概率。參照表2.5，概率僅為0.73%，所以±60μV極限值附近沒有出現在分布圖中屬于合理情況。

審核編輯：符乾江