运算放大器是一种重要的集成电路,在电路中广泛应用。它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、宽带、大共模抑制比、失调电压小等特点,广泛应用于信号放大、滤波、积分、微分等电路中。运算放大器内部主要由输入级、中间级和输出级三部分组成。
失调是指当运算放大器的两个输入端的信号水平不同时,输出信号仍存在一个较小的偏置电压。这是由于输入级电压放大器内的晶体管的特性不完全一致导致的,显示为差分电压的不对称影响输出。失调电压大小与外接元器件,往往是电路中的重要限制因素。
失调电压与输入偏置电流的存在导致了差动零点漂移,零点漂移主要有温度漂移和输入偏置当前波动幅度等影响,另一个关键参数是共模抑制比。这是指当输入信号相同时,放大器在共模信号下所具有的不同增益,存在一个误差。因此,要获得高质量的放大信号,通常需要通过加入适当的补偿电路来解决失调问题。
运算放大器中的补偿电路是为了尽量减小失调电压进行设计。运算放大器的输出仍然略微受到偏置电压的影响。常见的补偿电路有:电阻压分压补偿、电流镜补偿、电容补偿等。
电阻压分压补偿是指在输入端串接一个由两个等值电阻组成的电压分压电路,将其中一只输入端与地相连,另一只与放大器 "+" 输入端连接。
电流镜补偿是指在电路中加入一个电流镜,在将“+"输入端与源端回路中的一个结点与该电流镜连接。
电容补偿的目的是在保证带宽不变的前提下,增加相位裕度,抑制交错谐振和杂散耦合等时产生的非稳态干扰。
补偿电路的优点是可以在一定程度上减小失调电压带来的影响,提高放大器的精度。而缺点则是补偿电路的设计和调试比较繁琐,需要考虑多种因素。而且如果补偿电路设计不当,可能会影响信号的带宽、增益、相位等参数。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行选择和设计。