失調電壓與開環增益—它們是表親

所有人都知道失調電壓，對吧？在圖 1a 所示最簡單的 G=1 電路中，輸出電壓是運算放大器的失調電壓。失調電壓被建模為與一個輸入端串聯的DC電壓。在單位增益中，G=1 時，失調電壓直接傳遞至輸出。在右側高增益電路中，輸出電壓為1000?Vos，沒錯吧？

?

?

?

好吧，差不多是這樣，但不完全。理解這種“不完全”，可幫助你了解你運算放大器電路的誤差。

在第一種情況下，輸出電壓非常接近基準電源（我們假設±電源）。它是我們定義和測試失調電壓的輸出電壓。但在第二種情況下，輸出電壓可能為幾伏，其假設失調電壓為幾毫伏。這要求在運算放大器輸入端有少量額外差分電壓，以形成輸出擺動（具體根據該放大器的開環增益）。讓我們來進行一些具體的計算：

如果DC開環增益為100dB，則其相當于1/10^(100dB/20) = 10uV/V。因此，每從基準電源輸出擺動1伏，輸入電壓必須改變10uV。可把它看作是隨DC輸出電壓變化的失調電壓。輸出擺動9伏，其變化為90uV。或許，這種變化對于你的電路來說不足為道，也可能會有影響。

重點是，把有限開環增益看作是隨輸出電壓變化而變化的失調電壓，可為估計誤差提供一種直觀的方法。另外，這種誤差的特性也有關系。為了測試失調電壓和開環增益，我們使用一種特殊的雙運算環路。利用它，我們可以控制輸出電壓，并測量失調電壓。如果我們從全輸出范圍整體來看輸出電壓，這種失調電壓變化情況看起來有點像圖2。

?

?

請注意，最大的失調電壓變化往往出現在輸出極值時，接近正負軌。運算放大器“全力”產生其最大輸出。在中間部分，增量開環增益更高，然后下降接近軌附近的輸出。正如對電路所做的計劃那樣，確實是這種情況。當你把運算放大器推向其擺動極限時，失調電壓會更劇烈地上升。

并非所有運算放大器制造商對AOL的規定都相同。我們的精密運算放大器經過開環增益測試，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（圖2中紅色線條）。它的規格表如下：

?

?

當運算放大器超負荷工作時（形成更大的失調電壓），輸出擺動更接近軌。有時，我們所列出的輸出擺動會不同于表A。例如，表B的輸出擺動表明了輸入過大的輸出電壓。在我們運算放大器開發組，它被戲稱為“沖撞規格”，意思是輸入過大，一路沖撞到軌。

?

?

兩種規格都有用，具體取決于你應用的要求。關鍵是理解并小心解讀各種規格。