QA&

問：如何正確理解運算放大器輸入失調電壓?

輸入失調電壓Vos(Voltage - Input Offset)，指的是為使運算放大器輸出端為0V所需加于兩輸入端間之補償電壓。理想之運算放大器其Vos應該為0V。

輸入失調電壓相當于加載輸入端的一個額外的電壓源。舉個例子：

如果閉環增益G=1(如下圖左邊), 失調電壓Vos傳導到輸出端Vout = Vos

如果閉環增益G=1000(如下圖右邊)，失調電壓Vos傳導到輸出端Vout = 1000Vos

圖1：不同閉環增益下的失調電壓Vos對于輸出電壓影響(圖片來源：TI)

所以，閉環增益越大，失調電壓對于輸出的影響越大。

除此之外，我們還要注意一點。失調電壓不是一直不變的，最大的失調電壓變化一般出現在輸出極值時。

為了保證失調電壓在可控范圍內，我們還要關注開環增益。我們在定義開環增益時，比如TI的TLV8542，我們會發現開環增益的工作條件分別在電源正軌道-0.6V，負軌道+0.6V定義。

圖2：TLV8542開環增益(圖片來源：TLV8542數據手冊)

如下圖，橫坐標輸出電壓Vout從負電源軌-Vs到正電源軌+Vs變化。藍線代表開環增益，開環增益會在接近電源正負軌時，我們可以看到急劇惡化。

所以對于開環增益的定義，很多廠商(比如TI), 會在一個較大的輸出擺動范圍求其平均值，以實現良好的線性運行。比如選擇電源正軌道-0.6V，負軌道+0.6V來計算開環增益，如上圖紅線。

最大的失調電壓變化一般出現在輸出極值時，比如接近電源正負軌。在中間部分，增量開環增益較高，然后在輸出接近電源正負軌道附近的時候下降。如果將運算放大器推向其擺幅極限時(超負荷工作)，失調電壓會更劇烈地上升。

讓我們來做一些具體的計算。如果直流開環增益為100dB，則相當于：

因此，每從中位電壓輸出擺動1V，輸入電壓必須改變10μV。可把它看作隨直流輸出電壓變化的失調電壓。輸出擺動9V，變化為90μV。

所以，為了保證失調電壓在可控范圍內，盡量不要讓放大器工作在超負荷工作，從而導致更大的失調電壓。

在Digi-Key網站，我們可以在【Digi-Key放大器】產品頁面，通過參數篩選放大器，輸入失調電壓對應的是“電壓-輸入補償”選項。

原文標題：什么是運算放大器輸入失調電壓?本文讓你秒懂!

文章出處：【微信公眾號：得捷電子DigiKey】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

審核編輯：湯梓紅