ZHCAEO4 November   2024 OPA186 , OPA206 , OPA210 , OPA2210 , OPA328 , OPA391 , OPA928

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1输入失调电压 (VOS) 定义
    1. 1.1 输入失调电压漂移 (dVOS/dT) 定义
    2. 1.2 放大器内部的 VOS 和 VOS 温度漂移
    3. 1.3 通过激光修整调节性能
    4. 1.4 通过封装修整 (e-Trim™) 调节性能
  5. 2输入偏置电流 (IB) 定义
    1. 2.1 放大器内部的输入偏置电流 (IB) 和 IB 温度漂移
    2. 2.2 根据 IB 推导 VOS
    3. 2.3 内部偏置电流消除
    4. 2.4 超 β 输入晶体管
  6. 3影响失调电压的其他因素
    1. 3.1 有限开环增益 (AOL)
    2. 3.2 共模抑制比 (CMRR)
    3. 3.3 电源抑制比 (PSRR)
    4. 3.4 AOL、CMRR 和 PSRR 随频率的变化
    5. 3.5 电磁干扰抑制比 (EMIRR)
    6. 3.6 机械应力引起的失调电压变化
    7. 3.7 寄生热电偶
    8. 3.8 焊剂残留物和清洁度
  7. 4可更大限度地减小 VOS 和 VOS 漂移的零漂移放大器
  8. 5VOS、IB 和增益误差校准
  9. 6参考资料
  10. 7修订历史记录

放大器内部的 VOS 和 VOS 温度漂移

双极和 CMOS 运算放大器都有一个用作放大器的第一级的输入差分对(请参阅图 1-5图 1-6)。对于双极器件,失调电压主要是基极-发射极结电压(Vbe1 和 Vbe2)不匹配导致的。这种不匹配是由光刻效果、掺杂梯度以及在器件封装过程中引入的应力引起的。类似地,CMOS 器件中的失调电压来自栅源电压不匹配,该不匹配是由与双极器件相同类型的制造问题导致的。

通过调节 Ros1 或 Ros2 的值,可以降低双极和 CMOS 运算放大器中的 VOS。该过程称为修整,可以通过激光修整封装级修整 (e-Trim®) 来完成。在这两种情况下,都会测量 VOS 并调整电阻器以更大限度地减小失调电压。在激光修整中,薄膜电阻器的各个部分被物理切除以增加电阻(请参阅节 1.3)。封装级修整使用数字通信断开二进制加权电阻器网络中的开关或保险丝(请参阅节 1.4)。第三种更大限度地减小运算放大器 VOS 的方法是使用内部自校准电路。这些类型的放大器称为零漂移放大器,将在节 4中进行介绍。

OPA206 双极差分输入,简化的运算放大器模型图 1-5 双极差分输入,简化的运算放大器模型
OPA206 CMOS 差分输入,简化的运算放大器模型图 1-6 CMOS 差分输入,简化的运算放大器模型

双极运算放大器的温度漂移是线性的,与失调电压成正比(请参阅图 1-7)。实际上,每一毫伏的失调电压都会产生大约 3.3µV/C 的失调电压漂移。因此,将双极运算放大器上的失调电压修整为零也会将漂移修整为接近零(请参阅图 1-7)。相反,CMOS 器件的漂移是非线性的,与双极器件不同,它与失调电压不成正比(请参阅图 1-8)。修整 CMOS 器件上的温度漂移需要调整电阻器 R1、R2,使用 ROS1 和 ROS2 修整失调电压(请参阅图 1-6)。此外,必须在多个温度下测量 CMOS 运算放大器失调电压以修整温度漂移,而双极器件温度漂移可以在单个温度下进行修整。CMOS VOS 和 VOS 漂移修整的额外复杂性使得实现与双极器件相同的性能变得具有挑战性。

OPA206 双极 VOS 与温度间的关系图 1-7 双极 VOS 与温度间的关系
OPA206 CMOS VOS 与温度间的关系图 1-8 CMOS VOS 与温度间的关系