快速了解运放的输入偏置电压Vos和输入偏置电压平均漂移TCVos参数（1）

在运放的参数列表中都会有一个Vos( Input offset Voltage=输入偏置电压) 和TCVos ( Input offset Voltage Average Drift=输入偏置电压平均漂移)的参数。这两个参数在实际设计电路时会产生什么影响？如何在实际应用中将影响调试到最小是工程师（或使用者）最关心的问题。**在本篇文章中重点介绍了运放的这两个参数定义及其影响以及需要注意的要点。认真阅读本文，快速带你了解输入偏置电压参数。

1. 一、输入偏置电压定义

输入偏置电压Vos是指在运放同相输入与反向输入之间的 差分输入电压 ，而且是必须要在两输入管脚施加该电压才能使运放的输出电压为零伏。依据不同类型的运放其典型的输入偏置电压Vos范围从毫伏到微伏各有不同（以下表为例），具体取决于运放型号。

输入偏置电压Vos可以理解为连接到运放输入端的内部直流电源。改变供电电源电压和共模电压会影响输入偏置电压。

观察运放内部，我们可以看到，差分输入对中晶体管Q1和Q2的不匹配是导致偏置电压的原因。内部电阻ROS1和ROS2是用来补偿三极管参数的不匹配，借此获得非常低的偏移电压。

二、输入偏置电压平均漂移定义

输入偏置电压平均漂移TCVos是指输入偏置电压Vos随温度变化的系数，我们在学习基于三极管放大时就知道三极管放大存在温漂现象会影响放大结果。这个参数其实是对温漂到底有多大进行了一个描述。输入偏置电压平均漂移TCVos的定义公式如下：

dVos/dT——表示输入偏置电压平均漂移TCVos，dVos表示输入偏置电压的变化量,dT 表示温度变化值

T1——表示待计算温度点

Vos(T1)——表示待计算温度点的输入偏置电压的结果

Vos(25C)——表示数据手册中在25°C条件下测得的输入偏置电压Vos

25C——表示温度25°C

基于上面的公式我们提取芯片手册中的Vos和TCVos的值，我们就可以基本评估在对应温度下最大的偏置输入电压Vos,以便我们进一步评估Vos对应用带来的影响。

三、数据手册实例解读及分析（TI OPA4197为例）

请注意这里的测得的数据都是在25°C，Vcm=Vload=Vs/2，且负载Rload=R1=10K的情况下测得的。测试的原理图如下：

数据手册上呈现的结果如下：

如上表中Vos_TYP=25uV, Vos_MAX=100uV，这两个参数其实是在后面的Figure1中也有体现的。

Figure 1中符合高斯正态分布的情况，典型规范中列出的值将涵盖高斯分布上的±1个标准差或±sigma。这意味着68%的设备数量将低于典型值。

因此，在本例中，68%的设备将具有小于±25μV的Vos。第二行是个特例，它的Vcm=V+ - 1.5V,并不是Vcm=Vs/2，所以这种情况只有在实际应用时出现了去核对就好了。

那么第二个参数TCVos的典型值测得调节也和上面的条件是一致的，温度25°C，Vcm=Vload=Vs/2，且负载Rload=R1=10K的情况下测得的。

所以在TCVos的定义中会以25°C为基准去计算。那么此时Vos受温度影响的情况OPA4194的Figure 5给出了一个结果。这里它给出了9片典型的结果。

观察上图可以发现Vos受温度的影响基本是一条直线，这个现象和TCVos的定义公式是吻合的，同时也存在矛盾点。吻合点是基本是一条直线，矛盾点是以TCVos定义公式计算：

• Vos(125°C)=TCVos_max （125-25）+Vos(25°C) **

** =2.5*100+25=275uV。**

但是Figure 5给出125°C 的Vos几乎只有±30mV以内，而且OPA4197的Figure 2也同样说明了在125°C 的Vos几乎只有±60mV以内。

所以，这样说明我们不能以那个公式去评估其他温度的Vos吗？这其实也未必，请看OPA835的技术手册中也有类似于OPA4194的Figure 5的测试数据。

可以发现Figure 22的数据在高温是比正常的要高很多的，查下OPA835的部分参数如下：

Vos（25°C）=100uV

Vos(125°C)= TCVos_max*（125-25）+Vos(25°C)

=13.5*100+100=1450uV。

很显然计算结果虽然超过了Figure22的最大值，但是符合数据手册的极限温度下的情况。 **所以建议在评估影响阶段我们可以按照公式去计算而不用去参考图,因为不论是OPA4197还是OPA835给出的曲线条数都是有限的，是非常少样本的数据曲线。

当然有实力的大公司可以让原厂提供对应的参数，如果没有那么强的要求供应商能力的公司也可以参考公式去初步评估** 。