静态参数-输入失调电压

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对于运放的认知，初学者可能只记得虚短虚断、输入阻抗/开环增益无穷大，但是若要设计一个性能优良的放大器，熟悉运放其他一些参数指标必不可少。

这些参数可分成两大类：静态参数和动态参数。静态参数主要描述运放的时域特性，而动态参数更多描述的是频域上的，或者与频率和一些统计规律有关，这些将会慢慢分享给大家。

| 先看一个输入电压为0的跟随器 |

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们知道跟随器的输出电压与输入电压相等，但上图的跟随器输入电压为0输出电压却为30.59uV，为什么输出不为0呢？事实上，实际运放的两个输入端不能做到真正的完美匹配，当运放在对信号进行运算时总会引入误差，这就是我们要说的输入失调电压。

| 什么是输入失调电压？ |

◆ 输入失调电压的定义： 为了使运放的输出电压等于0，须在运放的两个输入端加入一个小电压，这个小电压就叫输入失调电压 VOS （Input Offset Voltage），我们有时候为了方便会直接叫失调电压。

◆ 为什么叫输入失调电压而不叫输出失调电压？ 对于理想运放来说，当运放两端的输入电压相等时输出电压为0，但是在实际的运放当中，输出电压不为0，它要么是电源正轨要么是电源负轨，甚至出现亚稳态的情况。所以输出失调电压的叫法不能表征运放这一特性，我们总不能把电源正轨或者负轨电压叫做失调电压。

◆ 输入失调电压可正可负。

◆ 输入失调电压是运放内部两个输入端的晶体管失配造成的。

| 输入失调电压如何折算 |

为了更好地分析VOS对放大器输出的影响，下面将它进行一个抽象表示如图-1。

· 图-1 ·

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如上图，我们将VOS等效成一个电压源，它与输入电压串联。通过虚短虚断或者类比很容易得到最终该同相放大器的增益公式，如公式-1所示。

· 公式-1 ·

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| 仿真验证 |

从OP07E的手册或者 Spice Model 可以看到OP07E的VOS=30uV，如图-2。

· 图-2 ·

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· 仿真结果 ·

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从仿真结果来看，会发现运放输出电压并不等于30uV。这里要说明一下，上图并不是严格测量VOS的电路，因为这个电路并不符合VOS的定义，这里只是为了说明问题，测量方法会在以后分享。

此外，运放的固有静态参数不单单只有VOS会影响其输出，比如PSRR、CMRR也会影响。

| 输入失调电压的温漂TC |

半导体器件总是受温度影响，而运放的VOS是受温度影响较大的一个参数。IC厂商测量VOS温漂的方法就是在不同的温度下测VOS，然后再对时间求导，如公式-2。

· 公式-2·

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| 温漂TC计算示例 |

如上图，在25℃下，VOS=45uV，假如运放工作在75℃下，则最终VOS产生的偏差为：

所以最终运放的输入信号相当于原来的输入信号再加上一个60uV的直流信号。