运放输入失调电压技术指南
输入失调电压
输入失调电压(VIO)是电压比较器(以下简称比较器)一个重要的电性能参数，GB/T 6798－1996中，将其定义为“使输出电压为规定值时，两输入端间所加的直流补偿电压”。
传统测试设备大都采用“被测器件(DUT，Device Under Test)－辅助运放”的测试模式，测试原理图见图1。
在辅助运放A的作用下，整个系统构成稳定的闭环网络，从而使VD=0，则VC = -VS1·R1／R2这样，调节外加电源VS1即可控制DUT的输出。
当VC等于规定电压时，VIO = VA - VB显然又VB=0所以通过测量辅助运放A的输出电压VE，便可换算出VIO。
在上述的闭环回路中，DUT工作状态与普通运算放大器无异，这种测试的好处是可以通过外加电源VS1，方便地将DUT的输出钳位在规定值，同时由于VIO多为毫伏级，而将VIO放大至伏特级进行测试，对测试设备的要求不高，但受干扰信号影响较大。
美国Credence公司研制的IC测试设备ASL-1000，配置为DV I_300二块，ACS、TMU、DOAL、MUX各一块，而比较器与运算放大器在输出特性上的差异以及运放测试回路DOAL(Dual Op Amp Loop)的电路特点，决定了比较器在ASL-1000上的测试，不能象测试运放那样，利用DOAL形成一个闭环网络，来实现DUT的输出嵌位。
所以，用两块Force和Measure源dvi_9、dvi_11，辅之以doal_8的部分资源，构成了VIO的开环测试电路，图2为LM311(单比较器)VIO的测试原理图。
与闭环网络不同，这样的开环测试电路无法将DUT的输出电压Vout钳位于任意的规定值，因此采取了逐次逼近测试法，dvi_9_channel_0和dvi_11_channel_0被用做给DUT提供工作电源，前者同时给上拉电阻R1供电，显然如果不提供R1，DUT的Vout不可能逼近规定的1.4V。
dvi_11_channel_1对DUT同向端施加电压，初始值为12mV，由于反向端接地，正常情况下，在DUT输出端测量Vout的dvi_9_channel_1测值应大于1.4V，然后按一定的步进减小同向端电压，一旦Vout从大于1.4V跃变到小于或等于1.4V，即Vout无限接近于1.4V时，便可认定此时施加在同向端的电压为目标测值VIO。
运放参数介绍
运放参数介绍1.1主要直流指标输入失调电压VIO：输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。
对于精密运放，输入失调电压一般在1mV以下。
输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）αVIO：输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。
这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV输入偏置电流IIB：输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。
输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。
输入偏置电流与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入偏置电流在±10nA~1μA之间；采用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。
输入失调电流IIO：输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端偏置电流的差值。
输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电流越小。
输入失调电流是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。
输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响，特别是运放外部采用较大的电阻（例如10k欧姆或更大时），输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。
MT-037：运算放大器输入失调电压
VO = + –
1+ 1+ 1+
R2 100 R2 100 R2 100
VOS IB+RS IB-RS
图4：测量输入偏置电流
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MT-038
对于极低的输入偏置电流，则必须采用积分技术来测量。具体方法是利用所考虑的偏置 电流给电容充电，然后测量电压变化速率。如果电容和一般电路泄露可以忽略不计(电流 小于10 fA时，很难测量)，则可直接根据测试电路的输出变化速率计算出该电流。基本原 理如下面图5所示。断开一个开关，闭合另一个开关，可以分别测得IB+或IB–。
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MT-038
R2 R1 IB– IB+ – VO +
R3 = R1 || R2
VO = R2 (IB– – IB+) = R2 IOS = 0, IF IB+ = IB– NEGLECTING VOS
图3：消除应用中的输入偏置电流影响
测量输入失调电流和输入偏置电流 可以利用图4中的测试电路来测量输入偏置电流(或输入失调电压)。要测量IB，应插入大 电阻RS与待测输入端串联，从而产生大小等于IB×RS的显著额外失调电压。如果之前已经 测量并记录实际的VOS，则可以确定因RS变化而导致的VOS明显变化，进而可以轻松计算出 IB。这样即可得出IB + IB–)/2。 通常，有效RS值的变化范围为100 k (双极性运算放大器)至1000 M (某些FET输入器件)。
2. 3.
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运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：运算放大器和电压比较器是电子电路中常用的集成电路之一，它们在许多应用中发挥着重要作用。
在实际应用过程中，由于器件制造工艺和温度等因素的影响，这两种器件的失调电压是难以避免的。
失调电压是指在理想情况下应该为零的输入信号为零时放大器输出仍有输出的电压，这会对电路的性能产生不利影响。
了解并测试失调电压是必不可少的。
失调电压主要包括输入失调电压、输出失调电压和共模失调电压。
输入失调电压是指在理想情况下，两个输入端的电压应该完全相等，但是实际上存在微小偏差。
输出失调电压是指在理想情况下，输出应该为零，但是实际上输出有一个微小的偏移值。
共模失调电压是指在理想情况下，放大器对共模信号的增益应该为零，即共模信号不会被放大，但是实际上由于失调电压的存在，共模信号也会被放大。
测试失调电压是非常重要的。
对运算放大器和电压比较器的失调电压进行测试有许多种方法，其中一种常用的方法是零漂移方法。
零漂移方法是一种通过比较两个电路的输出来准确测量失调电压的方法。
将一个信号源输入到被测试的运算放大器或电压比较器中，然后将另一个信号源输入到另外一个电路中，通过测量两个电路的输出，可以准确地测量出失调电压。
除了零漂移方法外，还有一些其他方法可以用来测试失调电压，例如差动输入电压法、差分输入电压法和传递函数法等。
不同的方法适用于不同的电路和应用场景。
对运算放大器和电压比较器的失调电压进行测试是非常必要的。
了解失调电压可以帮助我们评估电路的性能，并且可以采取相应的措施来减小失调电压的影响，提高电路的性能表现。
希望以上内容能对大家有所帮助。
第二篇示例：运算放大器和电压比较器是电子电路中常用的器件，它们在各种应用中起着至关重要的作用。
由于制造工艺和环境因素的影响，这些器件会存在一定程度的失调。
失调电压是指在理想情况下应为零的输入信号为零时，实际输出信号与理想输出信号之间的误差，它会影响到电路的性能和稳定性。
运放参数说明(加选型和例子)
1、输入失调电压（Input Offset Voltage） VOS若将运放的两个输入端接地，理想运放输出为零，但实际运放输出不为零。
此时，用输出电压除以增益得到的等效输入电压称为输入失调电压。
其值为数mV，该值越小越好，较大时增益受到限制。
输入失调电压VIO：输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。
对于精密运放，输入失调电压一般在 1mV以下。
输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
2、输入失调电压的温漂（Input Offset Voltage Drift），又叫温度系数 TC VOS 一般为数uV/.C输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）αVIO：输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。
这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
本文来自: 原文网址：/info/analog/3366_2.html3、输入偏置电流（Input Bias Current） IBIAS运放两输入端流进或流出直流电流的平均值。
对于双极型运放，该值离散性较大，但却几乎不受温度影响；而对于MOS 型运放，该值是栅极漏电流，值很小，但受温度影响较大。
输入偏置电流IIB：输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。
运放的输入失调电压和输入失调电流
由于信号源内阻的存在，Iio会引起一输入电压，破坏放大器的平衡，使放大器输出电压不为零ห้องสมุดไป่ตู้所以，希望Iio愈小愈好，它反映了输入级有效差分对管的不对称程度，一般约为1 nA~0.1 mA.
输入失调电压VIO
一个理想的运放，当输入电压为零时，输出电压也应为零（不加调零装置）。但实际上它的差分输入级很难做到完全对称，通常在输入电压为零时，存在一定的输出电压，该电压称为失调电压VIO。在室温（25℃）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压即失调电压VIO。实际上指输入电压Vi=0时，输出电压Vo折合到输入端的电压的负值，Vio被等效成一个与运放反相输入端串联的电压源。必须对放大器的两个输入端施加差分电压，以产生0V输出。即
Vio=-（Vo│v=0）/Avo
Vio的大小反应了运放制造中电路的对称程度和电位配合情况。Vio值愈大，说明电路的对称程度愈差，一般约为±（1~10）mV。
Vio随着温度的变化而改变，这种现象称为漂移，漂移的大小随时间而变化。漂移的温度系数TCVio通常会在数据表中给出，但一些运放数据表仅提供可保证器件在工作温度范围内安全工作的第二大或者最大的Vio。这种规范的可信度稍差，因为TCVio可能是不恒定的，或者是非单调变化的。
Vio漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小时来定义。但这个非线性函数与器件已使用时间的平方根成正比。例如，老化速度1mV/1,000小时可转化为大约3mV/年，而不是9mV/年。老化速度并不总是在数据表中给出，即便是高精度运放。
输入失调电流Ιio
在BJT集成电路运放中，由于制造工艺趋于使电压反馈运放的两个偏置电流相等，但不能保证两个偏置电流相等。在电流反馈运放中，输入端的不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的。这两个偏置电流之差为输入失调电流Ιio，输入失调电流 offset current, 是指两个差分输入端偏置电流的误差,即当输出电压为零时流入放大器两输入端的静态基极电流之差，即
运放失调电压的详解剖析
运放输入失调电压及温漂详解∙在运放的应用中，不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vos问题，尤其对直流信号进行放大时，由于输入失调电压Vos的存在，放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。
举个简单，老套，而经典的例子，由于输入失调电压的存在，会让我们的电子秤在没经调校时，还没放东西，就会有重量显示。
我们总不希望，买到的重量与实际重有差异吧，买苹果差点还没什么，要是买白金戒指时，差一克可是不少的money哦。
下面介绍一下运放的失调电压，以及它的计算。
最后再介绍一些TI的低输入失调电压运放。
不足之处，多多拍砖。
∙理想情况下，当运放两个输入端的输入电压相同时，运放的输出电压应为0V，但实际情况确是，即使两输入端的电压相同，放大电路也会有一个小的电压输出。
如下图，这就是由运放的输入失调电压引起的。
∙∙当然严格的定义应为，为了使运放的输出电压等于0，必需在运放两个输入端加一个小的电压。
这个需要加的小电压即为输入失调电压Vos。
注意，是为了使出电压为0，而加的输入电压，而不是输入相同时，输出失调电压除以增益（微小区别）。
∙运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。
如下图。
受工艺水平的限制，这个不匹配是不可避免的。
差分输入级的不匹配是个坏孩子，它还会引起很多其他的问题，以后介绍。
∙∙曾经请教过资深的运放设计工程师，据他讲，两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比，也就是说匹配度提高为原来的两倍。
面积要增加四倍，当到达一个水平时，即使再增加面积也不会提高匹配度了。
提高面积是要增加IC的成本的哦。
所在有一个常被使用的办法，就是在运放生产出来后，进行测试，然后再Trim(可以理解为调校了)。
这样就能使运放的精度大在提高。
当然，测试和Trim 都是需要成本的哦。
所以精密运放的价格都比较贵。
这段只当闲聊，呵呵。
∙我们关注输入失调电压，是因为他会给放大电路带来误差。
下面就要分析它带来的误差。
运放参数解析：输入失调电压(Vos)
运放参数解析：输入失调电压(Vos)今天继续给大家分享运放另一项指标——输入失调电压(Vos)。
（1）失调电压Vos定义（2）各类运放失调电压范围（3）失调电压产生原因（3）运放失调电压修正方法（4）失调电压补偿方法在理想运放中Vos同样是不存在的，但实际应用中我们心里需要清楚真实运放与理想模型都存在哪些差异，这样才能设计出更优秀的电路。
如下图1所示当运放处于开环状态时，若Vp=Vn时Vo应该等于0，这便是理想运放给我们结论，但是实际运放往往并非如此，Vos 定义如下：如图2所示我们需要在反向端加入一个偏置电压源强制使Vo=0，当Vo=0时Vos的电压即为运放的输入失调电压，注意Vos可正可负。
图1 实际运放图2 Vos定义根据运放的类型Vos的范围跨越也比较大。
自动归零运放的Vos 通常小于1uV，通用运放Vos在50uV ~ 500uV，而高速运放和普通CMOS运放Vos分布范围达100uV ~ 50mV。
具体见下表1所示。
表1 运放Vos对比至此我们对Vos有了初步了解，那Vos存在的原因是什么呢?原因主要归咎于运放的输入级电路。
读过我那篇关于偏置（电流）文章的朋友都清楚运放的输入级采用差分结构，理想状态下当Vp=Vn时运放输出应该为0，但是在运放生产过程中不可能制作出性能（参数）绝对一致的差分对管，同时其它内部（晶体管）也存在生产误差，这些不可避免的因素造成理想的差分电路是不存在的，以上实际问题最终体现为Vp=Vn时Vo≠0，因此带来Vos这一参数。
那为什么BJT运放的Vos较普通CMOS运放的Vos小那么多？这是因为相对于CMOS的栅极一致性而言BJT的基极一致性要好很多，而一致性越好则Vos越小。
在精度要求较高的电路中，Vos引起的误差不容小视，针对这一问题解决方案可分为从运放内部校正Vos和从运放外部补偿Vos。
首先介绍从运放内部改善Vos性能。
在运放生产过程中为了尽可能降低运放内部器件误差造成的失调电压，图3为（TI）（公司）采用激光对运放晶圆上的（电阻）进行微调从而达到Vos=0的目的，这一方法常常应用在BJT型运放的生产中。
运算放大器输入失调电压失效
运算放大器输入失调电压失效运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是电子电路中常用的一种集成电路元件，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点，广泛应用于各种电子设备中。
然而，由于各种因素，运算放大器在使用过程中可能会出现输入失调电压失效的问题。
输入失调电压是指在理想情况下，运算放大器的两个输入端（非反相输入端和反相输入端）应该是相等的，但实际上存在微小的差异，这种差异就是输入失调电压。
输入失调电压失效会导致运算放大器输出信号与输入信号之间存在偏差，从而影响电路的性能和稳定性。
造成输入失调电压失效的原因主要包括工艺制造误差、温度变化、器件老化等。
在工艺制造过程中，由于工艺精度和器件匹配度的限制，运算放大器的两个输入端可能存在微小的差异。
此外，温度变化会导致器件参数发生变化，进而影响运算放大器的性能。
器件老化也会导致运算放大器的输入失调电压失效。
为了解决运算放大器输入失调电压失效的问题，可以采取以下措施：1. 选择性能优良的运算放大器，尽量减小输入失调电压。
2. 在电路设计中考虑输入失调电压对电路性能的影响，采取补偿电路或者校准电路来消除输入失调电压的影响。
3. 控制运算放大器的工作温度，避免温度变化对输入失调电压的影响。
4. 定期检测运算放大器的性能，及时更换老化严重的器件。
综上所述，运算放大器输入失调电压失效是影响电路性能和稳定性的重要因素，需要在设计和使用过程中引起重视。
通过合理的选择和设计，以及定期的维护和检测，可以有效地减小输入失调电压失效对电路性能的影响，提高电路的稳定性和可靠性。
vos失调电压
vos失调电压摘要：一、背景介绍1.什么是Vos 失调电压2.Vos 失调电压在电路中的作用二、Vos 失调电压的原理1.Vos 失调电压的定义2.Vos 失调电压产生的原因3.Vos 失调电压的影响因素三、Vos 失调电压的解决方法1.采用差分放大器2.使用自动校准技术3.调整电路参数四、总结1.Vos 失调电压的意义2.对于工程师的启示正文：一、背景介绍Vos 失调电压，是指运算放大器输出电压偏离理想值的程度，它是一个衡量运算放大器性能的重要指标。
Vos 失调电压的存在，会对电路的性能产生影响，进而影响整个系统的性能。
因此，对于Vos 失调电压的研究和控制，具有重要的实际意义。
二、Vos 失调电压的原理1.Vos 失调电压的定义：Vos 失调电压，是指运算放大器的两个输入端之间的电压差，当运算放大器处于关闭状态时，这个电压差就是Vos 失调电压。
2.Vos 失调电压产生的原因：Vos 失调电压主要由运算放大器中的输入偏置电流和输入偏置电压引起。
3.Vos 失调电压的影响因素：除了运算放大器本身的特性，Vos 失调电压还受到环境温度、电源电压波动等因素的影响。
三、Vos 失调电压的解决方法1.采用差分放大器：差分放大器可以有效地抑制Vos 失调电压的影响，提高电路的性能。
2.使用自动校准技术：自动校准技术可以根据运算放大器的实际性能，自动调整电路参数，从而减小Vos 失调电压的影响。
3.调整电路参数：通过合理的设计和调整电路参数，可以有效地减小Vos 失调电压的影响。
四、总结Vos 失调电压是运算放大器的一个重要性能指标，对于电路和系统的性能有着重要的影响。
运放使用指南上课讲义
运放使用指南运放使用指南1、 反相放大器(The Inverting Amplifier )放输入端失调电压的主要来源是偏置电流(In put bias curre n )和输入失调电压(In put offest voltage )。
对于一个给定的op ，输入失调电压就已经确定了，但 是由于输入失调电流所带来的失调电压与所采用的电路的结构有关系。
为了在 不使用使调整电路的情况下，减小输入偏置电流所带来的失调电压，应该使得 同相输入端和反相输入端对地直流电阻相等，使得由于偏置电流在输入电阻上 压降所带来的失调电压相互抵消。
在低内阻信号源的放大器中，op 的输入失调电压将成为失调电压误差的主 要来源。
在高输入阻抗的情况下，失调电压可以采用 R 3的阻值来调整，利用输入偏 置电流在其上的压降来对输入失调电压做补偿(即用这个得到的压降来抵消输 入失调电压)。
基本反相放大器电路如图1所示。
其中,R 2R i “，R 3R i II R 2，当昱的数值远&小于op 开环增益时，这个数值就是反相放大 器的增益，运算放大器的输入阻抗就是R 的在设计时要注意的是：R 3的阻值应该等于R 1和R 2的并联阻值，以减小输入偏置电流所带来的失调电压。
输出失调电压 值，闭环增益带宽单位增益带宽1闭环增益输入失调电压 闭环增益。
运在交流耦合时，失调电压并不显得很重要。
这时的主要问题是：失调电压减小了输入电压峰一一峰值的线性动态范围。
工作范围在闭环状态下的op和其反馈网络的增益 --------- 频率特性为了实现稳定，op和反馈环路对任何频率的信号，在环路增益大于1时的环路相移的角度绝对不能超过1800。
在实践上，为了达到稳定条件，相移角度不应该接近180°。
对于一个给定的op放大器电路，在进行电容补偿是需要在稳定性和带宽之间进行权衡。
加大补偿电容可以提高稳定性。
但是牺牲了放大器的增益带宽，反之亦然。
运放输入失调电压技术指南
运放输入失调电压技术指南首先，我们来简单介绍一下运放的基本概念。
运放是一种特殊的直流耦合放大器，具有很高的放大倍数和输入阻抗。
它通常由差动放大器（Differential Amplifier）、级联放大器（Cascade Amplifier）以及输出级（Output Stage）组成。
运放有两个输入端和一个输出端，其中一个输入端称为非反馈输入端（Non-inverting Input），另一个输入端称为反馈输入端（Inverting Input）。
通过调整输入端的电压，可以实现对输出电压的控制。
然而，由于制造过程和外部环境等原因，运放的非反馈输入端和反馈输入端之间会存在微小的电位差，这就是输入失调电压（Input Offset Voltage）。
输入失调电压是指在对称电源供应下，运放的两个输入端之间的电压差，一般用偏移电压差（Offset Voltage）或者输入失调电压（Input Offset Voltage）来表示。
输入失调电压是一个随机值，它的大小和极性是与运放器件的工艺和结构等有关的，不同器件之间会存在差异。
1.差分放大器输入级中晶体管的不匹配性造成输入电流不一致；2.输出级中电流源的不均匀性。
由于输入失调电压的存在，会导致输出电压与输入电压之间存在固定的偏移。
这将对电路的性能产生一定的影响，特别是对于需要精确输出的电路来说。
因此，我们需要采取一些措施来处理输入失调电压。
下面介绍一些处理输入失调电压的方法：1.添加补偿电路：通过添加一定的补偿电路，使得输入失调电压得到抵消。
补偿电路可以采用电容、电阻等元件进行设计，通过合理选择元件参数来实现输入失调电压的补偿。
2.调节运放的反馈电阻：通过调节运放的反馈电阻，可以减小输入失调电压对输出电压的影响。
通常情况下，调节反馈电阻可以实现输入失调电压的补偿。
3.选择高精度运放：市场上有一些特殊设计的高精度运放器件，其输入失调电压非常小，可以满足对电路精确度要求较高的应用。
运放输入失调电压技术指南
MT-037 指南
运算放大器输入失调电压
输入失调电压定义
理想状态下，如果运算放大器的两个输入端电压完全相同，输出应为0 V。实际上，还必 须在输入端施加小差分电压，强制输出达到0。该电压称为输入失调电压VOS。输入失调电 压可以看成是电压源VOS，与运算放大器的反相输入端串联，如图1所示。
5,000-50,000µV
DigiTrim™ CMOS Op Amps:
<100µV-1,000µV
图1：典型的运算放大器输入失调电压
斩波稳定型(也称自稳零)运算放大器的VOS小于1 μV(如AD8538、AD8551、AD8571、AD8628、 AD8630)，最好的精密双极性运算放大器(super-beta或偏置稳定型)的最大失调电压可低至 25 μV(OP177F)。最好的调整后JFET输入型运算放大器的失调电压约为100 μV(AD8610B、 AD8620B)，未调整的CMOS运算放大器则为5至50 mV。
Rev.0, 10/08, WK
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MT-037
但是，ADI DigiTrim™ CMOS运算放大器的失调电压小于100 μV(如AD8603、AD8607、 AD8609、AD8605、AD8606、AD8608)。“精密”运算放大器的VOS一般小于0.5 mV，某些高 速放大器可能略差一些。本教程稍后将介绍DigiTrim技术。 输入失调电压漂移与老化效应 输入失调电压随温度变化，其温度系数称为TCVOS，更常见的说法是温漂。失调温漂受运 算放大器失调调整的影响，但是当双极性输入运算放大器的失调电压降至最低后，温漂可 能会低至0.1 μV/°C(OP177F的典型值)。对一系列通用精密运算放大器而言，更典型的温漂 值范围为1至10 μV/°C。大多数运算放大器都有TCVOS额定值，但是某些却有第二个最大 VOS值，并保证在工作温度范围内实现。这样的指标用处不大，因为无法保证TCVOS稳定不 变或具有单调性。 失调电压还会随时间变化，也称老化。老化通常以μV/月或μV/1000小时来表示，但是可能 会有问题。由于老化是一个“醉汉走路”现象，与经过时间的平方根成比例。因此，1 μV/1000 小时的老化率就会变成大约3 μV/年(而不是9 μV/年)。 OP177F的长期稳定性约为0.3 μV/月。这是指首次工作30天后的一段时间。除去刚开始工作的 一小时，这些器件在最初工作30天内的失调电压变化通常小于2 μV。 由于自稳零电路会消除所有因老化产生的失调，因此斩波稳定运算放大器的长期稳定性并 没有明确规定。 测量输入失调电压 测量几微伏的输入失调电压时，测试电路产生的误差不应比失调电压本身更多。图2所示 为测量失调电压的标准电路。该电路以1001的噪声增益放大输入失调电压，测量采用精确 数字电压表在放大器输出端完成。折合到输入端(RTI)的失调电压通过输出电压除以噪声 增益计算得出。从输入端获得源阻抗较小，因而产生的偏置电流对测量的失调电压的影响 可忽略不计。例如，流经10 Ω电阻的2 nA偏置电流产生的折合到输入端误差为0.02 μV。
运算放大器的关键指标详解一（失调与偏置）
运算放⼤器的关键指标详解⼀（失调与偏置）输⼊失调电压（Offset Voltage, V O S V_{OS} VOS）定义：在运放开环使⽤时，加载在两个输⼊端之间的直流电压使得放⼤器直流输出电压为 0。
也可定义为当运放接成跟随器且正输⼊端接地时，输出存在的⾮ 0 电压。
优劣范围：1µV 以下，属于极优秀的。
100µV 以下的属于较好的。
最⼤的有⼏⼗mV。
理解：任何⼀个放⼤器，⽆论开环连接或者反馈连接，当两个输⼊端都接地时，理论上输出应该为0，但运放内部两输⼊⽀路⽆法做到完全平衡，导致输出永远不会是 0。
此时保持放⼤器负输⼊端不变，⽽在正输⼊端施加⼀个可调的直流电压，调节它直到输出直流电压变为 0V，此时正输⼊端施加的电压的负值即为输⼊失调电压，⽤ VOS 表⽰。
但是，多数情况下，输⼊失调电压不分正负，⽣产⼚家会以绝对值表⽰。
任何⼀个实际运放都可理解为正端内部串联了⼀个 VOS，然后进⼊⼀个理想运放，如图 2-1 所⽰。
如左图，正端引⼊⼀个-VOS，则输出为 0，符合标准定义。
如右图，跟随器正端接地，实际输出即为 VOS，也符合标准定义。
其实就是运放两个输⼊端都接地时，本来输⼊端输⼊电压理论上应该为零，输出也应该为零，但却有输出电压，这说明输⼊端即使接地还是有输⼊电压的，也就是运放⾃⾝的输⼊偏置电压Vos，可以通过在输⼊端外接⼀个电压相反的直流电源来抵消Vos，使输⼊端电压真正为零，这就是调零。
后果：当⼀个放⼤器被设计成 AF倍闭环电压增益（同相输⼊放⼤增益，也称噪声增益）时，如果放⼤器的失调电压为 VOS，则放⼤电路 0 输⼊时，输出存在⼀个等于 AF*VOS的直流电平，此输出被称为输出失调电压。
闭环增益越⼤，则输出失调电压也越⼤。
对策：如果被测信号包含直流量且你关⼼这个直流量，就必须选择 VOS远⼩于被测直流量的放⼤器，或者通过运放的调零措施消除这个影响。
如果你仅关⼼被测信号中的交变成分，你可以在输⼊端和输出端增加交流耦合电路，将其消除。
运放失调电压补偿方法
运放失调电压补偿方法
运放作为常见的电子元器件，被广泛应用于信号放大、滤波等各种电路中。
然而，由于运放内部存在一定的失调电压，会导致放大的信号不准确，影响电路的性能和稳定性。
因此，需要采取一些方法来进行失调电压的补偿。
一种常见的方法是使用电压补偿电路。
该电路的原理是在输入端添加一定的电压，使得运放的失调电压被抵消或者减小到一定程度。
其中，电压补偿电路有两种类型：差动式和单端式。
差动式电路对应着差分运放，它们能够消除共模信号，提高信噪比；而单端式电路对应着非差分运放，它们常常用于单端信号放大和滤波。
另一种方法是使用自动失调电压补偿电路。
该电路的原理是通过反馈电路来抵消失调电压，实现自动补偿。
这种方法的优势在于不需要外部干预，能够快速准确的补偿失调电压。
除了以上两种方法，还有一些其他的失调电压补偿方法，如温度补偿、电源抗扰等。
不同的应用场景需要选择不同的方法，以满足电路的性能和稳定性需求。
总的来说，运放失调电压是一种常见且不可忽略的问题，需要通过适当的补偿方法来解决。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的补偿方法，以提高电路的性能和稳定性。
- 1 -。
运放的失调电压
运放的失调电压在电子电路设计中，运放是非常常用的一种元件，它可以在电路中起到放大、滤波、积分、微分等多种作用。
在使用运放的过程中，我们需要考虑到许多因素，其中之一就是失调电压。
本文将详细介绍运放的失调电压及其影响。
一、失调电压的定义和产生原因失调电压又称为偏移电压，是指在运放的输入端，当两个输入端的电压相等时，输出端的电压并不为零，而是存在一个偏移电压。
这个偏移电压的大小很小，通常只有几微伏到几毫伏之间，但对于一些高精度的电路来说，这个偏移电压也是无法忽略的。
失调电压是由于运放的内部结构不完美所导致的。
在运放的输入端，有两个晶体管，它们的参数不可能完全相同，因此当两个输入端的电压相等时，由于这两个晶体管参数不同，就会产生一个微小的偏移电压。
此外，运放的内部电路也会产生一些杂散的信号，这些信号也会对失调电压产生影响。
二、失调电压的测量方法为了测量运放的失调电压，需要使用一个差分放大电路。
差分放大电路是由两个放大器组成的，它们的输入端分别连接运放的两个输入端，输出端连接一个差分放大电路。
通过调节差分放大电路的增益，可以测量到运放的失调电压。
三、失调电压的影响失调电压会对运放的放大性能产生影响。
当输入信号很小的时候，由于失调电压的存在，输出信号可能会被失真。
此外，失调电压也会影响运放的共模抑制比。
共模抑制比是指当两个输入端的电压相同时，输出端的电压与两个输入端的电压之差的比值。
一般情况下，共模抑制比越高，运放的性能就越好。
失调电压越小，共模抑制比就越高。
四、减小失调电压的方法为了减小运放的失调电压，可以采取以下方法：1. 选择失调电压小的运放。
2. 使用差分放大电路来测量失调电压，以便对运放进行调整。
3. 使用补偿电路来减小失调电压。
补偿电路是一种通过外部电路对运放内部电路进行调整的方法，可以减小失调电压。
4. 使用自动校准电路来减小失调电压。
自动校准电路是一种通过测量失调电压并对运放进行自动调整的方法，可以减小失调电压。
运算放大器输入失调电压的理解和产生原因
运算放大器输入失调电压的理解和产生原因目录【模拟电路设计】输入失调电压(InPUtoffSe1VO1Iage,VOS) (1)1.输入失调电压是如何引起的？输入失调电压的定义 (1)2.失调电压的理解 (3)3.失调电压产生原因 (4)1. 1.芯片制造工艺导致 (4)3. 2.芯片封装工艺导致 (5)3.3.对策 (5)4.总结 (6)【模拟电路设计】输入失调电压(InPUtOffsetVo1tage,VOS)运算放大器的DataSheet一般分为两大类：直流参数和交流参数。
DC参数决定了输出与理想运算放大器匹配的精确程度。
因此，运算放大器的精度取决于直流误差的大小。
我们在使用运放时，经常会看到一个参数，输入失调电压，输入失调电压(VOS)是运算放大器(OPamP)规格中的常见直流参数。
但是这个值是干嘛的？今天我们主要分为如下两方面进行讲解一下。
①失调电压的理解②失调电压的产生1.输入失调电压是如何引起的？输入失调电压的定义输入失调电压是如何引起的？输入失调电压的定义输入失调电压是在操作放大器时可能遇到的一种电压问题，通常由于输入信号的不同而引起。
它是指在两个输入端之间存在不同的电压，这会导致误差和不稳定性。
如果输入失调电压过高，则会使信号放大器的输出产生误差，从而导致系统的不稳定和错误。
本文将详细介绍输入失调电压的定义、原因、影响、如何消除以及相关的其他问题。
1.定义输入失调电压(InPUtoffSetVo1tage)指的是在放大器输入端之间的差异电压。
一般来说，这个差异电压是非常小的，一般情况下为微伏级别。
但是，由于输入信号的微弱性，输入失调电压可能会占整个电压信号的较大比例，从而导致误差和不稳定性。
2原因输入失调电压是放大器设计中的一个常见问题，在很多情况下都会存在。
它的主要原因是两个输入端的晶体管或其他放大器元件之间存在微小的电流不平衡。
这种不平衡可能会导致两个输入端之间存在微小的电势差。
(完整版)运放失调电压的详解
运放输入失调电压及温漂详解•在运放的应用中，不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vos问题，尤其对直流信号进行放大时，由于输入失调电压Vos的存在，放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。
举个简单，老套，而经典的例子，由于输入失调电压的存在，会让我们的电子秤在没经调校时，还没放东西，就会有重量显示。
我们总不希望，买到的重量与实际重有差异吧，买苹果差点还没什么，要是买白金戒指时，差一克可是不少的money哦。
下面介绍一下运放的失调电压，以及它的计算。
最后再介绍一些TI的低输入失调电压运放。
不足之处，多多拍砖。
•理想情况下，当运放两个输入端的输入电压相同时，运放的输出电压应为0V，但实际情况确是，即使两输入端的电压相同，放大电路也会有一个小的电压输出。
如下图，这就是由运放的输入失调电压引起的。
••当然严格的定义应为，为了使运放的输出电压等于0，必需在运放两个输入端加一个小的电压。
这个需要加的小电压即为输入失调电压Vos。
注意，是为了使出电压为0，而加的输入电压，而不是输入相同时，输出失调电压除以增益（微小区别）。
•运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。
如下图。
受工艺水平的限制，这个不匹配是不可避免的。
差分输入级的不匹配是个坏孩子，它还会引起很多其他的问题，以后介绍。
••曾经请教过资深的运放设计工程师，据他讲，两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比，也就是说匹配度提高为原来的两倍。
面积要增加四倍，当到达一个水平时，即使再增加面积也不会提高匹配度了。
提高面积是要增加IC的成本的哦。
所在有一个常被使用的办法，就是在运放生产出来后，进行测试，然后再Trim(可以理解为调校了)。
这样就能使运放的精度大在提高。
当然，测试和Trim 都是需要成本的哦。
所以精密运放的价格都比较贵。
这段只当闲聊，呵呵。
•我们关注输入失调电压，是因为他会给放大电路带来误差。
下面就要分析它带来的误差。
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FUSE
–
CLOCK
DATA IN
TRIM
DATA
N
HIGH CM TRIM
FUSE ARRAY
N VOS HIGH TRIM DAC
N N
FUSE ARRAY
VOS LOW TRIM DAC
LOW CM TRIM
图7：ADI公司用于调整CMOS运算放大器的DigiTrim™技术
DigiTrim通过对数字加权电流源进行编程来调整失调电压。调整信息以特殊的数字序列通 过现有的引脚输入。调整值可以暂时先编程、评估，然后经重新调整以实现最佳精度，最 后再进行永久调整。调整完成后，调整电路就会闭锁，防止最终用户意外重新调整。
测量精度还取决于元件的机械布局，确切地说，元件在PC板上的位置。记住，电阻等器 件的两个连接点会产生两个大小相等、极性相反的热电电压(假定连接至相同金属，例如 PC板上的铜走线)。这两个电压会相互抵消，前提是假定两者温度完全相同。连接点整洁 和引线长度较短都能够尽可能减小温度梯度，提高测量精度。
应尽可能减小测试电路中的气流，这样所有的热电偶结点就能稳定在同一温度。有些情况 下，电路应安放在小型封闭容器中，以消除外部气流的影响。电路应水平放置在某个表 面，这样气流就会向上对流，流出电路板顶部，而不是像电路板垂直安放时那样流经元 件。
失调调整(外部方法)
如果运算放大器没有失调调整引脚(常见的双路运放和所有的四路运放都没有)，但仍然需 要调整放大器和系统失调，就可以采用外部方法。如果利用系统可编程电压完成失调调 整，这种方法同样也最有效，例如用DAC。
采用反相运算放大器配置时，向反相输入注入电流是最简单的方法，如图5A所示。这种 方法的缺点是由于R3和电位计电阻采用并行路径，噪声增益可能会有所上升。要减少由此 增加的噪声增益，可将±VR设置得足够大，这样R3的值就会远大于R1||R2。注意，如果电 源稳定且无噪声，就可以用作±VR。
OS
三倍，从而尽可能降低敏感度。然而，运算放大器失调调整引脚的电压增益实际上可能大 于其信号输入端的增益！因此，必须保持这些引脚无噪声。注意，千万不要采用长引线将 运算放大器连接至相距较远的零值电位计。
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R1
+VS
**
R2
2
7
−
1
8
6 3+
4 −VS
** Wiper connection may be to either +VS or –VS depending on op amp
R values depend on op amp. Consult data sheet
Use to null out input offset voltage, not system offsets!
There may be high gain from offset pins to output — Keep them quiet!
Ranges:
Chopper Stabilized Op Amps:
<1µV
General Purpose Precision Op Amps:
50-500µV
Best Bipolar Op Amps:
10-25µV
Best JFET Input Op Amps:
100-1,000µV
High Speed Op Amps:
图2：测量输入失调电压
该电路很简单，测试精密运算放大器时，除非小心注意，否则结果会不准确。可能存在的 最大误差源来自寄生热电偶结点，这是在两种不同金属连接的时候形成的。该热电偶电压 范围可达2 μV/ºC至40 μV/ºC以上。注意，该电路的同相输入端额外增加了“伪”电阻，目的 是精确匹配/平衡反相输入路径中的热电偶结点。
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VIN –VR
பைடு நூலகம்
(A)
R1
R3
RA
RB
R2 –
(B)
R1
VIN
–
VOUT
+
+
NOISE GAIN =
1
+
R2 R1||(R3 + RA||RB)
+VR
–VR
RP R3
RA
RB
+VR
R2
VOUT
NOISE GAIN =
1+
R2 R1
VOUT = –
R2 R1
VIN
±
R2 R3
VR
MAX OFFSET
测量整个温度范围的失调电压温漂是一项更加艰巨的挑战。将含有受测放大器的印刷电路 板放在采用泡沫隔离的小盒子或塑料袋中，这样就可以防止恒温室气流导致寄生热电偶产 生温度梯度。如果需要进行冷测试，建议采用干式氮吹。另一种方法是用 ermostream加 热器/冷却器对放大器本身采取局部温度循环，但是，这些器件可能会产生相当大的气 流，带来麻烦。图2的测试电路通常适用于很多放大器。采用绝对值低的小电阻(如10 Ω)可 以尽量减小偏置电流产生的误差。
RP +
DUT R1
R2
1kΩ 1kΩ
S RG
∆VO = 1000VOS +
VO IN-AMP
-
G = 1000
图3：采用仪表放大器的另一种输入失调电压测量方法
采用“零点校准”引脚调整失调电压
许多单路运算放大器都有供可选失调零点校准使用的引脚。为了使用这项功能，两个引脚 应通过电位计连接，游标通过电阻移动到其中一个电源，通常如图4所示。注意，如果游 标不慎连接到错误的电源，运算放大器很可能会受损，更换运算放大器类型时，这个问题 很常见。运算放大器若设计周全，其失调调整范围不会超过最低等级器件最大V 的两至
Nulling offset causes increase in offset temperature coefficient, approximately 4µV/°C for 1mV offset null for FET inputs
图4：失调调整引脚
如上所述，运算放大器随温度产生的失调温漂会根据其失调调整设置发生变化。因此，应 当只采用内部调整引脚来调整运算放大器自身的失调，不校正任何系统失调误差，因为这 样做会导致温度漂移上升。对每毫伏零点校准失调电压而言，FET输入运算放大器的漂移 影响约为4 μV/°C。一般而言，最好选择合适的器件/等级来控制失调电压。
Rev.0, 10/08, WK
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但是，ADI DigiTrim™ CMOS运算放大器的失调电压小于100 μV(如AD8603、AD8607、 AD8609、AD8605、AD8606、AD8608)。“精密”运算放大器的VOS一般小于0.5 mV，某些高 速放大器可能略差一些。本教程稍后将介绍DigiTrim技术。 输入失调电压漂移与老化效应 输入失调电压随温度变化，其温度系数称为TCVOS，更常见的说法是温漂。失调温漂受运 算放大器失调调整的影响，但是当双极性输入运算放大器的失调电压降至最低后，温漂可 能会低至0.1 μV/°C(OP177F的典型值)。对一系列通用精密运算放大器而言，更典型的温漂 值范围为1至10 μV/°C。大多数运算放大器都有TCVOS额定值，但是某些却有第二个最大 VOS值，并保证在工作温度范围内实现。这样的指标用处不大，因为无法保证TCVOS稳定不 变或具有单调性。 失调电压还会随时间变化，也称老化。老化通常以μV/月或μV/1000小时来表示，但是可能 会有问题。由于老化是一个“醉汉走路”现象，与经过时间的平方根成比例。因此，1 μV/1000 小时的老化率就会变成大约3 μV/年(而不是9 μV/年)。 OP177F的长期稳定性约为0.3 μV/月。这是指首次工作30天后的一段时间。除去刚开始工作的 一小时，这些器件在最初工作30天内的失调电压变化通常小于2 μV。 由于自稳零电路会消除所有因老化产生的失调，因此斩波稳定运算放大器的长期稳定性并 没有明确规定。 测量输入失调电压 测量几微伏的输入失调电压时，测试电路产生的误差不应比失调电压本身更多。图2所示 为测量失调电压的标准电路。该电路以1001的噪声增益放大输入失调电压，测量采用精确 数字电压表在放大器输出端完成。折合到输入端(RTI)的失调电压通过输出电压除以噪声 增益计算得出。从输入端获得源阻抗较小，因而产生的偏置电流对测量的失调电压的影响 可忽略不计。例如，流经10 Ω电阻的2 nA偏置电流产生的折合到输入端误差为0.02 μV。
100-2,000µV
Untrimmed CMOS Op Amps:
5,000-50,000µV
DigiTrim™ CMOS Op Amps:
<100µV-1,000µV
图1：典型的运算放大器输入失调电压
斩波稳定型(也称自稳零)运算放大器的VOS小于1 μV(如AD8538、AD8551、AD8571、AD8628、 AD8630)，最好的精密双极性运算放大器(super-beta或偏置稳定型)的最大失调电压可低至 25 μV(OP177F)。最好的调整后JFET输入型运算放大器的失调电压约为100 μV(AD8610B、 AD8620B)，未调整的CMOS运算放大器则为5至50 mV。
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运算放大器输入失调电压
输入失调电压定义
理想状态下，如果运算放大器的两个输入端电压完全相同，输出应为0 V。实际上，还必 须在输入端施加小差分电压，强制输出达到0。该电压称为输入失调电压VOS。输入失调电 压可以看成是电压源VOS，与运算放大器的反相输入端串联，如图1所示。
VOS
+
Offset Voltage: The differential voltage which must be applied to the input of an op amp to produce zero output.