浅谈1—失调稳定放大器(Offset-Stabilized Operational Amplifiers)

ZHOUJIDONG

浅谈1—失调稳定放大器(Offset-Stabilized Operational Amplifiers)
失调稳态一种用来设计高精度运算放大器的技术。基本工作原理如下图所示。

                               
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Fig 1 The concept of the offset-stabilized operational amplifier

Gm2为主放大器，其失调为Vos。Gm4假想为是一个零失调的运放，它用来对Gm2的Vos进行处理。Gm3可以看作主放大器的辅助输入。Gm4在Gm3输入端产生一个输入电压，Gm3再产生一个电流到Gm2的输出以补偿Gm2的Vos。反馈电阻R1和R2决定的整个运放的增益。

从另一个角度，我们也可以将图1中的结构看作两个信号通路。Gm2和Gm1构成低增益、高频通路；Gm4、Gm3及Gm1构成高增益、低频通路。换句话说，低频信号通路上存在的特性由低频通路决定，高频同理。因此，低频的1/f噪声，失调电压，增益精度由Gm4所在通路决定，整个运放的GBW由Gm2所在通路决定。

在图1中负反馈网络里，Gm2的差分输入电压Va近似等于Vos。由于增益有限，这个系统中的残余失调电压Vos,res可以表示为：

                               
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从这个公式中，我们可以得知，如果想让Vos变小，可以通过提高Gm4和Gm3的直流增益Am4、Am3。假设，Gm3的增益Am3为50，且Am3<Am2，如果我们将10mV的失调降低到1uV，那Gm4需要提供不低于114dB的增益。

更正：公式等式左边应该是Vos,res。

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