运放输入失调电压（运放输入失调电压的影响）
本文目录一览：
什么是输入失调电压
输入失调电压的存在意味着任何放大器在理论上输出应为零时，由于内部不平衡，实际输出会偏离零值。通过调整正输入端的电压，直至输出直流电压变为零，即可得到输入失调电压值，常以绝对值表示。实际上，任何运放都可视为正端串联一个输入失调电压（VOS），然后进入一个理想运放。
输入失调电压：是为使运算放大器输出端为0伏所需加于两输入端间之补偿电压。输入失调电压测试只要将运放连接成差分放大电路，再将两个输入端短接之后接地即可。在理想运算放大器中，当输入电压时，输出电压应为零。
输入失调电压（Input off set Voltage），简称VIO，其定义是为使运算放大器输出端为0V（或接近0V）所需加于两输入端间之补偿电压。理想之运算放大器其VIO为0V，一般约为数毫伏，如μA741C在25℃ 时其VIO最大值为6mV，LM318在25℃ 时其VIO最大值为10mV。
输入失调电压（Vos）指的是为了使运放输出为零，需额外在输入端补偿的电压值。此值通常在正态分布中出现，且在实际应用中通常取最大值进行计算。例如，RS633X系列的Vos分布如图1所示。Vos可通过将运放配置为跟随器，正输入端接地时测量输出电压来得到，如图2所示的RS6331测试电路。
运放输入失调电压、偏置电流、漂移误差
输入偏置电流（IB）是流入运放输入端的电流，理想状态下应相等但实际会有偏差，造成电压偏差。BJT放大器的IB通常大于MOSFET或JFET。OPA277具有极低的±1nA IB，而在高温下，如OPA350，IB会显著增加，因此在选择运放时，需要考虑温度对偏置电流的影响。
探讨输入偏置电流与输入失调电流的概念，实际运放输入端存在微小电流，称为输入偏置电流，其大小、方向可能不一致。理想情况下，偏置电流完全匹配，实际应用中需考虑其对电路产生的误差，例如10nA电流通过1MOhms电阻产生的误差为10mV。输入失调电压定义为输入失调电流导致的电压差。
原因有两个。①集成运放不理想，由于运放的输入偏置电流，失调电流，输入失调电压影响，将使 逐渐 上升，形成输出误差电压。另外如果通频带不宽，那么对快速变化的输入信号反应迟钝，将会出现滞后现象，所以应选择低漂移集成运放或场效应管运放。②积分电容同样也会造成误差。
运算放大器的误差及其补偿是核心，包括输入失调电压、输入偏置电流与输入失调电流的补偿。失调电压随时间与温度变化，即零点漂移。转换速率与最大不失真频率也需关注，转换速率SR是指高频正弦波输入时，输出呈三角波的斜率，最大失真频率随信号幅值增大而减小。
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。
运放之输入失调电压
输入失调电压（Input offset voltage）是运放工作特性中一个重要参数，描述的是在运放开环使用时，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零。通常，这个电压值在1V以下视为极优秀，100V以下则为较好的性能。
输入失调电压（Vos）指的是为了使运放输出为零，需额外在输入端补偿的电压值。此值通常在正态分布中出现，且在实际应用中通常取最大值进行计算。例如，RS633X系列的Vos分布如图1所示。Vos可通过将运放配置为跟随器，正输入端接地时测量输出电压来得到，如图2所示的RS6331测试电路。
输入偏置电流（IB）是流入运放输入端的电流，理想状态下应相等但实际会有偏差，造成电压偏差。BJT放大器的IB通常大于MOSFET或JFET。OPA277具有极低的±1nA IB，而在高温下，如OPA350，IB会显著增加，因此在选择运放时，需要考虑温度对偏置电流的影响。
运放的输入失调电压电流怎么计算
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。
运放的输入失调电流IIO定义为：当运放的输出电压为零时，两输入端偏置电流的差值，即IIO=Iib1-Iib2。--一般情况，运放的偏置电流越大，其输入失调电流也越大。输入失调电压、输入失调电流以及输入偏置电流均为温度的函数，同时也与实际使用时的电源电压以及运放输入端所加的共模电压值有关。
输入失调电压VIO（input offset voltage） ：输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，再加上负号，即为折算到输入端的失调电压。亦即使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压。VIO是表征运放内部电路对称性或者反映了输入级差分对管的失配程度，一般Vos约为（1～10）mV，高质量运放Vos在1mV以下。
对于失调电压，一般是设置一个很大的增益并且把输入短接。这时候的输出电压除以增益就是失调电压的大小。对于失调电流，则是用一个很大的电阻接在反馈回路上。S1闭合时，测同相端的偏流Ip，S2闭合的时候测反相端的偏流In。
输入失调电压（VOS）反映了运放内部电路的对称性，对称性越好，输入失调电压越小，这对于精密运放和直流放大应用尤为重要。输入偏置电流（IB）和共模输入电流（IOS）是衡量电流稳定性和输入端噪声的关键参数，它们的量级通常在nA、pA、fA数量级，对于低IB运放，特别适用于精密电流检测。
运放输入特性中的关键参数包括输入失调电压 （Vos） 和偏置电流。Vos是指当运放输出为0V时，差动输入的电压偏差，这源于内部BJT的不匹配。为优化VOS，可通过镭射调校电阻（Ros）进行BJT匹配补偿，以及利用内部的数字校正电路来减小误差。
