如何支持存在大差分偏移電壓的應(yīng)用而不需要增加增益級？

背景介紹

在電路設(shè)計(jì)中，常常需要處理存在大差分偏移電壓的情況。這種情況會導(dǎo)致差分放大器的輸出偏移，使得測量結(jié)果失真。為了解決這個問題，一般采用增加增益級的方式來增加增益和帶寬。但是這種方法會增加電路復(fù)雜度、功耗和成本。因此，尋找一種不增加增益級的方法是很有必要的。

解決方案

1. 去偏差

去偏差的方法是用一個差分放大器把差分信號放大，然后再用一個單端放大器去偏差。因?yàn)閱味朔糯笃魇菃味溯斎?、單端輸出的，只需要用一個電阻器將其輸出電壓與差分信號相加，便可去除偏移電壓。這種方法可以避免增加增益級，而且對功耗和成本的影響很小。

2. 差分放大器偏置電流自校準(zhǔn)

差分放大器偏置電流自校準(zhǔn)是一種在差分放大器輸入端加上一個反相電壓，然后通過校準(zhǔn)電路將偏置電流減小到零的方法。這種方法可以消除差分放大器的初始偏移電壓，使得輸出信號更加準(zhǔn)確。而且它只需要增加一些簡單的校準(zhǔn)電路，對原有電路不需要進(jìn)行修改。

3. 選擇低偏置電流、低溫漂的器件

當(dāng)設(shè)計(jì)低功耗或者對溫度穩(wěn)定性要求較高的電路時，可以選擇低偏置電流和低溫漂的器件。這些器件的偏置電流通常在幾 pA 到幾 nA 之間，而且其溫漂也較小。通過選擇這些器件，可以減小偏移電壓的影響，降低增益級的要求，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性。

4. 使用OTA（運(yùn)算放大器）

OTA 可以通過連接電容器組成一個積分器，使得輸入信號被積分后，在輸出端產(chǎn)生一定的峰值。當(dāng)足夠大的輸入信號后，這個峰值會超過OTA的固定電壓閾值，從而使得OTA進(jìn)入飽和狀態(tài)。這種方法可以避免差分信號增益不同而引起的偏移電壓，而且不需要增加增益級。

5. 使用差分振蕩器

差分振蕩器可以產(chǎn)生兩個反相的輸出信號，這兩個信號之間的差分電壓可以被放大和測量。差分振蕩器的對稱性和抗干擾性使得它具有較高的精度和穩(wěn)定性。差分振蕩器不需要增加增益級，可以減小差分信號之間的偏移電壓。

總結(jié)

存在大差分偏移電壓的應(yīng)用會導(dǎo)致差分放大器的輸出偏移，從而使得測量結(jié)果失真。為了解決這個問題，一般采用增加增益級的方式來增加增益和帶寬。但是這種方法會增加電路復(fù)雜度、功耗和成本。針對這個問題，我們可以通過去偏差、差分放大器偏置電流自校準(zhǔn)、選擇低偏置電流、低溫漂的器件、使用OTA和使用差分振蕩器等方法來減小偏移電壓的影響，降低增益級的要求，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性。