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問：如何正確理解運(yùn)算放大器輸入失調(diào)電壓?

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

輸入失調(diào)電壓相當(dāng)于加載輸入端的一個額外的電壓源。舉個例子：

如果閉環(huán)增益G=1(如下圖左邊), 失調(diào)電壓Vos傳導(dǎo)到輸出端Vout = Vos

如果閉環(huán)增益G=1000(如下圖右邊)，失調(diào)電壓Vos傳導(dǎo)到輸出端Vout = 1000Vos

圖1：不同閉環(huán)增益下的失調(diào)電壓Vos對于輸出電壓影響(圖片來源：TI)

所以，閉環(huán)增益越大，失調(diào)電壓對于輸出的影響越大。

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

為了保證失調(diào)電壓在可控范圍內(nèi)，我們還要關(guān)注開環(huán)增益。我們在定義開環(huán)增益時，比如TI的TLV8542，我們會發(fā)現(xiàn)開環(huán)增益的工作條件分別在電源正軌道-0.6V，負(fù)軌道+0.6V定義。

圖2：TLV8542開環(huán)增益(圖片來源：TLV8542數(shù)據(jù)手冊)

如下圖，橫坐標(biāo)輸出電壓Vout從負(fù)電源軌-Vs到正電源軌+Vs變化。藍(lán)線代表開環(huán)增益，開環(huán)增益會在接近電源正負(fù)軌時，我們可以看到急劇惡化。

所以對于開環(huán)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(shí)現(xiàn)良好的線性運(yùn)行。比如選擇電源正軌道-0.6V，負(fù)軌道+0.6V來計(jì)算開環(huán)增益，如上圖紅線。

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

讓我們來做一些具體的計(jì)算。如果直流開環(huán)增益為100dB，則相當(dāng)于：

因此，每從中位電壓輸出擺動1V，輸入電壓必須改變10μV?？砂阉醋麟S直流輸出電壓變化的失調(diào)電壓。輸出擺動9V，變化為90μV。

所以，為了保證失調(diào)電壓在可控范圍內(nèi)，盡量不要讓放大器工作在超負(fù)荷工作，從而導(dǎo)致更大的失調(diào)電壓。

在Digi-Key網(wǎng)站，我們可以在【Digi-Key放大器】產(chǎn)品頁面，通過參數(shù)篩選放大器，輸入失調(diào)電壓對應(yīng)的是“電壓-輸入補(bǔ)償”選項(xiàng)。

原文標(biāo)題：什么是運(yùn)算放大器輸入失調(diào)電壓?本文讓你秒懂!

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審核編輯：湯梓紅