如何支持存在大差分偏移电压的应用而不需要增加增益级？

如何支持存在大差分偏移电压的应用而不需要增加增益级？

背景介绍

在电路设计中，常常需要处理存在大差分偏移电压的情况。这种情况会导致差分放大器的输出偏移，使得测量结果失真。为了解决这个问题，一般采用增加增益级的方式来增加增益和带宽。但是这种方法会增加电路复杂度、功耗和成本。因此，寻找一种不增加增益级的方法是很有必要的。

解决方案

1. 去偏差

去偏差的方法是用一个差分放大器把差分信号放大，然后再用一个单端放大器去偏差。因为单端放大器是单端输入、单端输出的，只需要用一个电阻器将其输出电压与差分信号相加，便可去除偏移电压。这种方法可以避免增加增益级，而且对功耗和成本的影响很小。

2. 差分放大器偏置电流自校准

差分放大器偏置电流自校准是一种在差分放大器输入端加上一个反相电压，然后通过校准电路将偏置电流减小到零的方法。这种方法可以消除差分放大器的初始偏移电压，使得输出信号更加准确。而且它只需要增加一些简单的校准电路，对原有电路不需要进行修改。

3. 选择低偏置电流、低温漂的器件

当设计低功耗或者对温度稳定性要求较高的电路时，可以选择低偏置电流和低温漂的器件。这些器件的偏置电流通常在几 pA 到几 nA 之间，而且其温漂也较小。通过选择这些器件，可以减小偏移电压的影响，降低增益级的要求，提高电路的可靠性和稳定性。

4. 使用OTA（运算放大器）

OTA 可以通过连接电容器组成一个积分器，使得输入信号被积分后，在输出端产生一定的峰值。当足够大的输入信号后，这个峰值会超过OTA的固定电压阈值，从而使得OTA进入饱和状态。这种方法可以避免差分信号增益不同而引起的偏移电压，而且不需要增加增益级。

5. 使用差分振荡器

差分振荡器可以产生两个反相的输出信号，这两个信号之间的差分电压可以被放大和测量。差分振荡器的对称性和抗干扰性使得它具有较高的精度和稳定性。差分振荡器不需要增加增益级，可以减小差分信号之间的偏移电压。

总结

存在大差分偏移电压的应用会导致差分放大器的输出偏移，从而使得测量结果失真。为了解决这个问题，一般采用增加增益级的方式来增加增益和带宽。但是这种方法会增加电路复杂度、功耗和成本。针对这个问题，我们可以通过去偏差、差分放大器偏置电流自校准、选择低偏置电流、低温漂的器件、使用OTA和使用差分振荡器等方法来减小偏移电压的影响，降低增益级的要求，提高电路的可靠性和稳定性。