Токи смещения

Токи смещения – токи поступающие на входы (+) и (-) ОУ.

Обычно ток смещения входа (-) I_см^- не равен току смещения (+) I_см⁺.

В паспорте на ОУ производителем часто приводится средний входной ток смещения :

(19)

Величина I_см лежит в диапазоне от 1 мкА и больше для ОУ общего применения до 1 пА и меньше у ОУ с полевыми транзисторами на входе.

Входной ток сдвига – разностью между абсолютными значениями токов смещения I_см⁺ и I_см^-.

(.20)

Изготовители ОУ определяют I_{вх сдв} при V_вх= 0 В и температуре +25˚С.

Типичное значение I_{вх сдв} по крайней мере в 4 раза меньше среднего входного смещения I_см.

Чтобы минимизировать ошибки в V_вых от токов смещения у инвертирующего (или неинвертирующего) усилителя необходимо добавить в схему резистор R, как показано на схеме (рис.1.4).

В отсутствии сигнала на входе V_вых зависит от R_ос, умноженного на I_{вх сдв}.

Резистор R называется резистором компенсации по току и его сопротивление равно сопротивлению параллельно соединенных резисторов R_вх и R_ос.

(21)

Резисторы R_вх и R должны включать в себя сопротивление генераторов сигналов. При наличии в схеме резистора R ошибка в напряжении V_вых уменьшается от R_осI_см^- до величины R_осI_{вх сдв}.

В предельном случае при I_см⁺=I_см^-, I_{вх сдв}=0, и V_вых=0

(.22)

В общем случае компенсация токов смещения выполняется с учетом следующего принципа. Сопротивление постоянному току между входом (+) и землей должно быть равно сопротивлению постоянному току входом (-) и землей.

Пример 3.

На схеме инвертирующего усилителя (рис..4) R_ос=100 кОм

Найти оптимальную величину компенсирующего сопротивления R для случаев, когда R_вх равно а) 10 кОм, б) 100 кОм.

Решение:

О пределим величину компенсирующего сопротивления (21).

а) Для R_вх = 10 кОм

б) Для R_вх = 100 кОм

Входное напряжение сдвига

Входное напряжение сдвига (V_вх сдв) – приведенное к входу ОУ напряжение, вызванное суммарным эффектом всех внутренних небалансов схемы ОУ.

На рис. 1.5 показано, как измеряется V_{вх сдв}.

Поскольку E_вх= 0 В, V_вых также должно быть равно нулю. Однако V_{вх сдв} действует как сигнал, включенный последовательно с неизвестным входом. (На рисунке показан как источник мнимого сигнала V_{вх сдв}.)

Следовательно, V_{вх сдв} усиливается точно также, как любой сигнал, приложенный к входу (+) неинвертирующего усилителя (формула .8)

или (23)

Конденсатор, шунтирующий R_ос, минимизирует шумы на входе.

Измерив V_вых, зная R_ос и R_вх следует вычислить по формуле (23) значение V_{вх сдв}.

Рис.1.5. Влияние входного напряжения сдвига на ОУ

Пример .4

Рассчитать возможное значение напряжения V_вых схемы (рис. 1.5) от действия входного напряжения сдвига, полученного по справочным данным. Из паспорта на ОУ серии к140УД7 следует, что напряжение смещения нуля V_см = 4 мВ (Синоним входного напряжения сдвига V_{вх сдв}= 4 мВ.)

Решение:

Из уравнения (.23) находим