由失调电压导致故障的一则案例
2020-12-10 18:53
人为现象
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如图2．2，以ADA4077－1 SOIC封装 B级芯片为例，在25℃环境中，供电电压为±15V，失调电压最大值为35μV，失调电压漂移最大值为0．25μV／℃。当芯片温度上升到75℃时，将参数代入式2－3计算失调电压变化为47．5μV。
图2．2 ADA4077失调电压与温漂
（2）变量为时间，单位是μV／Mo，表示失调电压每月变化多少微伏。代表放大器在长期工作中失调电压的稳定性。
如图2．18，ADA4077数据手册提供实测10000小时失调电压漂移。工程师以此模拟系统长期运行，可以评估在设备长期工作中放大器失调电压的稳定情况。
失调电压漂移是放大器电路设计中难以处理的参数，因为它的存在随时会产生新的失调电压，所以常见的处理方法是使用失调电压漂移参数小的放大器。
图2．18 ADA4077实测10000小时的失调电压长期漂移
3．失调电压产生原因
（1）输入级的制造工艺
放大器输入失调电压的产生，主要由于输入级对称三极管晶圆的不匹配所导致。如图2．13，三极管（Q1，Q2）的匹配度，在一定范围内和晶圆面积的平方根成正比，就是说匹配度提高到原来的两倍，晶圆面积就是原来的四倍。当达到一定水平后，增加晶圆面积也不能改善输入失调电压，另外增加面积会直接增加芯片的制造成本。所以，常用的方法是在放大器生产后再进行测试与校准，或者在输出级使用斩波等技术改善放大器的失调电压。
图2．13 放大器输入级电路
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