女人自慰AV免费观看内涵网,日韩国产剧情在线观看网址,神马电影网特片网,最新一级电影欧美,在线观看亚洲欧美日韩,黄色视频在线播放免费观看,ABO涨奶期羡澄,第一导航fulione,美女主播操b

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

探討失調電壓的影響方式及產生原因

jf_78858299 ? 來源:放大器參數解析與LTspice仿 ? 作者: 鄭薈民 ? 2023-03-28 14:10 ? 次閱讀

放大器的失調電壓是工程師在直流耦合電路設計中,評估頻次極高的參數,本篇通過一個案例介紹失調電壓的影響方式,以及探討產生原因。

01

由失調電壓導致故障的一則案例

2019年8月11日(星期日)晚,筆者接到負責電源領域同事的信息,一家上市公司在汽車電子領域首款產品的小批量生產測試中出現異常,其中使用ADI放大器設計的電路發生“失效”問題,急需申請失效分析。8月12日上午現場拜訪該企業,工程師講述電路設計不存在問題,并且通過ADI官方指定渠道購買15片ADA4851-1,其中2片芯片所在的板卡出現“失效”,將“失效”板卡中ADA4851-1芯片與正常工作板卡的ADA4851-1芯片進行互換,“失效”現象跟隨“異常芯片”繼續復現,因此要求進行失效分析。

面對上述問題的現象描述,筆者無法定位問題的根源。與項目組負責人詳細了解電路圖和測試過程。如圖2.7,使用ADA4851-1組建差動放大電路,電路由+5V單電源供電,TP1000網絡由參考電壓源提供。工作中在輸入端TP1001網絡與TP1006網絡連接到地時,如果ADA4851-1的輸出端(TP1011網絡)電壓超出±38.7mV時,系統判定電路出現異常并終止工作,上述2片“異常芯片”的輸出電壓均超過±38.7mV。

圖片

圖2.7ADA4851-1應用電路

參考ADA4851-1的電氣參數進行分析,如圖2.8。在25℃環境中,+5V供電,電路增益為1時,輸入失調電壓的典型值為0.6mV ,最大值為3.4mV。

圖片

圖2.8 ADA4851-1輸入失調電壓

假定圖2.7中的比例電阻完全匹配,即R1000與R1010為220Ω,R1001與R1011為12KΩ。該差動放大電路的增益為54.4倍。輸入失調電壓經過放大后的輸出應為32.7mV(典型值)時電路正常工作,但是失調電壓最大值對應的輸出值為185.5mV,已經超出判定故障的閾值電壓。并且在+5V電壓供電時,ADA4851-1失調電壓的分布如圖2.9,輸入失調電壓為±1mV的情況出現頻次較高,此時對應的輸出電壓為±54.4mV,同樣超出系統判定的閾值電壓。

圖片

圖2.9 ADA4851-1輸入失調電壓分布

所以筆者與工程師確認,現有ADA4851-1應用電路的輸出電壓折算到輸入端,均在數據手冊參數范圍內,工作不存在失效問題,該電路的軟件判定閾值設計不合理,建議整改辦法包括:

(1)調整判定故障的閾值電壓。

(2)使用低失調電壓的放大器,并類比ADA4528,在25℃環境中,+5V供電時,失調電壓最大值僅為2.5uV 如圖2.10。失調電壓的分布更為集中,如圖2.11。

圖片

圖2.10 ADA4528-1電調電壓

圖片

圖2.11 ADA4528-1失調電壓分布

通過該案例可見,失調電壓的存在,導致電路輸出產生直流誤差

02

失調電壓與漂移定義

如圖2.12(a)為放大器模型,短路放大器的兩個輸入端(Vp、Vn),如果是理想放大器其輸出電壓Vo應為0V。但是,真實放大器內部處理Vp與Vn的輸入級存在失配,導致放大器的輸出不為0V。為了使真實放大器的輸出實現0V,需要在輸入管腳之間增加適合的校正電壓,稱為失調電壓(Offset voltage,Vos)。

如圖2.12(b),真實放大器的電壓傳遞曲線(VTC)不會過原點,它向左移還是右移由失配的方向決定。可以理解為在理想或無失調電壓放大器的一個輸入端串聯一個小電壓源Vos,其電壓傳遞曲線如式2-1。

圖片

為了實現輸出電壓為0V,需要滿足式2-2。

圖片

所以放大器的兩個輸入端電壓關系是近似相等,即“虛短”原則。 Vos的取值范圍在毫伏到微伏。

圖片

圖2.12 具有失調電壓的放大器模型和電壓傳遞曲線

對于某個放大器的失調電壓是確定值,但是放大器會因為溫度、工作時間變化,使輸入失調電壓產生隨其變化量比值的變化,該比值稱為失調電壓漂移(Offset Voltage Drift)。

(1)變量為溫度,單位是μV/℃,表示輸入失調電壓的變化量與導致該變化的溫度變化量的比值。數據手冊提供的參數為測量溫度范圍內的平均值,符號為ΔVOS/ΔT,或者dVOS/dT。

考慮溫度漂移的失調電壓,為式2-3。

圖片

如圖2.2,以ADA4077-1 SOIC封裝 B級芯片為例,在25℃環境中,供電電壓為±15V,失調電壓最大值為35μV,失調電壓漂移最大值為0.25μV/℃。當芯片溫度上升到75℃時,將參數代入式2-3計算失調電壓變化為47.5μV。

圖片

圖2.2 ADA4077失調電壓與溫漂

(2)變量為時間,單位是μV/Mo,表示失調電壓每月變化多少微伏。代表放大器在長期工作中失調電壓的穩定性。

如圖2.18,ADA4077數據手冊提供實測10000小時失調電壓漂移。工程師以此模擬系統長期運行,可以評估在設備長期工作中放大器失調電壓的穩定情況。

失調電壓漂移是放大器電路設計中難以處理的參數,因為它的存在隨時會產生新的失調電壓,所以常見的處理方法是使用失調電壓漂移參數小的放大器。

圖片

圖2.18 ADA4077實測10000小時的失調電壓長期漂移

03

失調電壓產生原因

(1)輸入級的制造工藝

放大器輸入失調電壓的產生,主要由于輸入級對稱三極管晶圓的不匹配所導致。如圖2.13,三極管(Q1,Q2)的匹配度,在一定范圍內和晶圓面積的平方根成正比,就是說匹配度提高到原來的兩倍,晶圓面積就是原來的四倍。當達到一定水平后,增加晶圓面積也不能改善輸入失調電壓,另外增加面積會直接增加芯片的制造成本。所以,常用的方法是在放大器生產后再進行測試與校準,或者在輸出級使用斬波等技術改善放大器的失調電壓。

圖片

圖2.13放大器輸入級電路

如表2.1為ADI不同種類放大器的失調電壓范圍,及代表型號。

圖片

表2.1 多類放大器的失調電壓范圍和代表型號

(2)芯片封裝技術

放大器的封裝類型,通常包括SOIC、MSOP、LFCSP、SOT-23幾種,大多數放大器的封裝不會影響失調電壓。如圖2.14所示ADA4528-1 有MSOP、LFCSP封裝兩種,失調電壓的典型值,最大值、最小值沒有因為封裝而不同,如圖2.10。

圖片

圖2.14 ADA4528-1封裝示意圖

但是少數放大器的封裝技術會影響放大器的失調電壓。如圖2.2,ADA4077-2 A級的MSOP封裝芯片的失調電壓最大值為90μV,典型值為50μV。同等條件下SOIC封裝的ADA4077-2 A級芯片的失調電壓最大值為50μV,典型值為15μV。兩種封裝失調電壓的分布也存在明顯區別,其中SOIC封裝的失調電壓分布相對集中,如圖2.15。

圖片

圖2.15 ADA4077-2MSOP與SOIC封裝的失調電壓分布

注:芯片規格書中常見A級、B級產品,在生產的原材料,制造過程完全一致,區別在封裝測試完成以后,將個別較好的參數進行標記。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 放大器
    +關注

    關注

    145

    文章

    14090

    瀏覽量

    216135
  • 電路設計
    +關注

    關注

    6696

    文章

    2518

    瀏覽量

    209916
  • 直流耦合
    +關注

    關注

    0

    文章

    27

    瀏覽量

    11154
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    半導體工藝導致失調電壓是構成電路直流誤差的重要影響因素之一?

    放大器的失調電壓是工程師在直流耦合電路設計中,評估頻次極高的參數,本篇通過一個案例介紹失調電壓的影響方式,以及探討產生
    的頭像 發表于 08-31 11:36 ?2910次閱讀
    半導體工藝導致<b class='flag-5'>失調電壓</b>是構成電路直流誤差的重要影響因素之一?

    運放的失調電壓是什么?

    運放的失調電壓是什么? 當運放兩輸入為零時,輸出都有一定數值,即失調電壓Vos。將失調電壓除以噪聲增益得到輸入失調電壓,它被
    發表于 04-22 20:31 ?8958次閱讀

    為什么會產生放大器Vos失調電壓有什么樣的影響

    放大器的失調電壓是工程師在直流耦合電路設計中,評估頻次極高的參數,本篇通過一個案例介紹失調電壓的影響方式,以及探討產生
    發表于 12-11 22:50 ?15次下載
    為什么會<b class='flag-5'>產生</b>放大器Vos<b class='flag-5'>失調電壓</b>有什么樣的影響

    失調電壓影響方式的案例詳解

    放大器的失調電壓是工程師在直流耦合電路設計中,評估頻次極高的參數,本篇通過一個案例介紹失調電壓的影響方式,以及探討產生
    的頭像 發表于 12-24 13:00 ?1243次閱讀

    失調電壓導致故障的一則案例分析

    放大器的失調電壓是工程師在直流耦合電路設計中,評估頻次極高的參數,本篇通過一個案例介紹失調電壓的影響方式,以及探討產生
    的頭像 發表于 12-24 18:33 ?957次閱讀

    放大器Vos失調電壓產生與影響

    放大器的失調電壓是工程師在直流耦合電路設計中,評估頻次極高的參數,本篇通過一個案例介紹失調電壓的影響方式,以及探討產生
    的頭像 發表于 07-04 17:35 ?1850次閱讀
    放大器Vos<b class='flag-5'>失調電壓</b>的<b class='flag-5'>產生</b>與影響

    失調電壓是什么意思?失調電壓的定義是什么?

    的交流電信號。這種失調電壓可以導致產生雜音和失真,進而影響電路的性能和功能。 失調電壓是電路設計中需要考慮的重要因素之一。在很多應用場合,如音頻放大器、通信放大器、功率放大器等,失調電壓
    的頭像 發表于 09-21 17:34 ?3957次閱讀

    失調電壓失調電流分別是什么意思

    現實中,這可能會受到一些限制,而失調則是這些限制的一種表現形式。失調電壓失調電流是很常見的兩種失調現象。在這篇文章中,我們將詳細討論失調電壓
    的頭像 發表于 09-21 17:40 ?3182次閱讀

    失調電壓對輸出的影響有哪些

    失調電壓對輸出的影響有哪些 失調電壓是指在直流放大電路的輸入端引入的偏置電壓不確定性,它對于輸出信號產生了重要的影響。在工程中,失調電壓是一
    的頭像 發表于 09-22 12:48 ?1856次閱讀

    輸入失調電壓是如何引起的?輸入失調電壓的定義

    輸入失調電壓過高,則會使信號放大器的輸出產生誤差,從而導致系統的不穩定和錯誤。本文將詳細介紹輸入失調電壓的定義、原因、影響、如何消除以及相關的其他問題。 1.定義 輸入
    的頭像 發表于 09-22 12:48 ?2916次閱讀

    運放失調電壓如何消除

    運放失調電壓如何消除 運放失調電壓是指運放的輸入正、負端電壓不一致,導致輸出信號失真的問題。它是由于運放本身不理想的參數、元器件與線路的精度問題、工藝不良以及外部環境干擾而產生的。解決
    的頭像 發表于 09-22 12:48 ?5716次閱讀

    解決失調電壓的放大電路

    解決失調電壓的放大電路 在電路中,失調電壓指的是輸入信號在經過放大電路后,被失真的電壓畸變所扭曲。即使是最好的放大電路也會因為器件的不對稱或其他原因
    的頭像 發表于 09-22 18:22 ?1627次閱讀

    什么是輸入失調電壓?輸入失調電壓如何折算?

    實際電路中,由于各種原因,非反向輸入端和反向輸入端所接收到的電壓有可能并不相同,從而導致輸入失調電壓的出現。輸入失調電壓的大小對于運放的放大效果和精度有很大的影響。 因為輸入
    的頭像 發表于 10-30 09:12 ?2932次閱讀

    失調電壓Vos定義 各類運放失調電壓范圍 失調電壓產生原因

    失調電壓Vos定義 各類運放失調電壓范圍 失調電壓產生原因 失調電壓(Vos)是指運放的正輸入端
    的頭像 發表于 11-06 10:19 ?3567次閱讀

    運放失調電壓修正方法 失調電壓補償方法

    放大、反饋控制系統、模擬計算與線性運算等領域。 而失調電壓則可以理解為運放在使用的過程中,由于器件的差異性和制造工藝的限制等原因,在輸入電壓為零時,輸出電壓并不為零,這種輸出
    的頭像 發表于 11-06 10:19 ?4675次閱讀