如何支持存在大差分偏移電壓的應用而不需要增加增益級？

如何支持存在大差分偏移電壓的應用而不需要增加增益級？

背景介紹

在電路設計中，常常需要處理存在大差分偏移電壓的情況。這種情況會導致差分放大器的輸出偏移，使得測量結果失真。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。因為單端放大器是單端輸入、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

差分放大器偏置電流自校準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確。而且它只需要增加一些簡單的校準電路，對原有電路不需要進行修改。

3. 選擇低偏置電流、低溫漂的器件

當設計低功耗或者對溫度穩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定性。

4. 使用OTA（運算放大器）

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，在輸出端產生一定的峰值。當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進入飽和狀態。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

存在大差分偏移電壓的應用會導致差分放大器的輸出偏移，從而使得測量結果失真。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、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定性。