运算放大器“真正 Vos”的错误理解

在过去的几个月里，我见过至少四次人们对运算放大器的“真正 Vos”产生错误理解。

图 1 显示的是 OPA363 运算放大器的技术参数，这是一款 1.8V 至 5.5V 的单电源运算放大器，具有 7MHz 的单位增益带宽以及 5V/us 压摆率。我在下表中用方框圈出了 OPA363 的真正 Vos。

不是真的！OPA363 的真正 Vos 直接取决于在应用环境中的使用方式！ 

 

 

图 1

我们来看一下如何计算应用中的真正 Vos，并确保设计满足技术规范。

造成直流失调电压的主要原因是：

1)    Vos_drift（Vos 随温度的变化相应变化）

2)    Vos_PSRR（电源抑制比造成的 Vos）

3)    Vos_CMRR（共模抑制比造成的 Vos）

4)    Vos_iniTIal（出厂测试条件下的 Vos）

Vos 的每个影响因素都有正量级和负量级。我们进行初步计算时假定它们都处于正极性。

图 2 利用图 1 中得到的信息来计算由最终应用所引起失调电压的各个影响因素。有必要解释一下针对 Vos_iniTIal 的出厂测试条件，如图 2 所列。

Vos_drift 由最终应用与 25 摄氏度之间的温差计算得出。

在计算 Vos_PSRR 时应注意最终应用中的电源与 Vos_iniTIal 测试电源的区别。 

Vos_CMRR 要求将 CMRR 规范（单位 dB）转换为线性衰减规范（单位 uV/V）。 

现在，我们得到了最终应用中真正 Vos 的所有影响因素。

 

 

图2

接下来我们应当如何处理每个 Vos 影响因素呢？ 

所有产品说明书参数的获取方法相同，通常是对不同工艺下部件的典型高斯分布进行 +/-3Σ 截断。因此，对每个影响因素进行和的平方根计算就可以得到 Vos_total _RSS。

RSS 总数暗指 +/- 3Σ 覆盖范围，也可以解释为应用中所用器件总数的 99.7% 都将小于或等于计算出的 Vos_total_RSS。这也意味着 0.3% 的部件会大于所得到的 Vos_total_RSS。 

如果希望得到保守的设计裕度，我们可以将所有误差相加得出 Vos_total_max。

 

 

图 3

图 4 对我们的真正 Vos 研究进行了总结。无论使用 Vos_total_RSS 还是 Vos_total_max，都应记住总值可能是正极也可能是负极，如图 4 所示。 

 

 

希望您能够在设计下个应用时将真正 Vos 问题纳入考虑范围，从而避免产品在进入量产阶段时出现任何意外情况。

如欲了解有关统计数据和运算放大器噪声问题的更多详情，敬请查阅我上司 Art Kay编写的《运算放大器噪声》，此书于 2012 年由 Newnes 出版社出版。