在運(yùn)放開環(huán)使用時(shí)， 加載在兩個(gè)輸入端之間的直流電壓使得放大器直流輸出電壓為 0。
也可定義為當(dāng)運(yùn)放接成跟隨器且正輸入端接地時(shí)，輸出存在的非 0 電壓。
優(yōu)劣范圍：
1μV 以下，屬于極優(yōu)秀的。 100μV 以下的屬于較好的。最大的有幾十mV。
任何一個(gè)放大器，無論開環(huán)連接或者反饋連接，當(dāng)兩個(gè)輸入端都接地時(shí)， 理論上輸出應(yīng)該為 0，但運(yùn)放內(nèi)部?jī)奢斎胫窡o法做到完全平衡，導(dǎo)致輸出永遠(yuǎn)不會(huì)是 0。
此時(shí)保持放大器負(fù)輸入端不變，而在正輸入端施加一個(gè)可調(diào)的直流電壓，調(diào)節(jié)它直到輸出直流電壓變?yōu)?0V，此時(shí)正輸入端施加的電壓的負(fù)值即為輸入失調(diào)電壓，用 VOS 表示。 但是，多數(shù)情況下，輸入失調(diào)電壓不分正負(fù)， 生產(chǎn)廠家會(huì)以絕對(duì)值表示。
任何一個(gè)實(shí)際運(yùn)放都可理解為正端內(nèi)部串聯(lián)了一個(gè) VOS，然后進(jìn)入一個(gè)理想運(yùn)放，如圖 2-1 所示。如左圖，正端引入一個(gè)-VOS，則輸出為 0，符合標(biāo)準(zhǔn)定義。如右圖，跟隨器正端接地，實(shí)際輸出即為 VOS，也符合標(biāo)準(zhǔn)定義。
當(dāng)一個(gè)放大器被設(shè)計(jì)成 AF倍閉環(huán)電壓增益（同相輸入放大增益，也稱噪聲增益） 時(shí)，如果放大器的失調(diào)電壓為 VOS，則放大電路 0 輸入時(shí)，輸出存在一個(gè)等于 AF*VOS的直流電平，此輸出被稱為輸出失調(diào)電壓。 閉環(huán)增益越大，則輸出失調(diào)電壓也越大。
如果被測(cè)信號(hào)包含直流量且你關(guān)心這個(gè)直流量，就必須選擇 VOS遠(yuǎn)小于被測(cè)直流量的放大器，或者通過運(yùn)放的調(diào)零措施消除這個(gè)影響。如果你僅關(guān)心被測(cè)信號(hào)中的交變成分，你可以在輸入端和輸出端增加交流耦合電路，將其消除。
有些運(yùn)放有兩個(gè)調(diào)零端，按照數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的方法接電位器調(diào)零即可。對(duì)沒有調(diào)零端的運(yùn)放，可采用外部的輸出調(diào)零或者輸入調(diào)零，有標(biāo)準(zhǔn)電路可以參考。
當(dāng)溫度變化、時(shí)間持續(xù)、供電電壓等自變量變化時(shí)， 輸入失調(diào)電壓會(huì)發(fā)生變化。輸入失調(diào)電壓隨自變量變化的比值，稱為失調(diào)電壓漂移。
因此，有三種漂移量存在：
1）輸入失調(diào)電壓變化相對(duì)于溫度變化的比值。是指定溫度范圍內(nèi)的平均值，以 μV/°C為單位，用符號(hào) ΔVOS/ΔT 或者 dVOS/dT 表示。
2）相對(duì)于時(shí)間的比值，以 μV/MO 為單位，含義是每月變化多少微伏。沒有明確的符號(hào)，通常用文字表示。 本文暫用 dVOS/dMO 表示。
3）相對(duì)于電源電壓變化的比值，以 μV/V 為單位，含義是調(diào)好的放大器，當(dāng)電源電壓發(fā)生 1V 變化，會(huì)引起失調(diào)電壓的變化。沒有明確的符號(hào)，常用文字表示。 此數(shù)值在很多放大器數(shù)據(jù)手冊(cè)中沒有體現(xiàn)。
優(yōu)劣范圍： 0.002μV/°C 到幾十 μV/°C。
失調(diào)電壓漂移量，與數(shù)據(jù)手冊(cè)上標(biāo)注的失調(diào)電壓（或稱之為初始失調(diào)電壓） 本身有密切關(guān)系。 初始失調(diào)電壓小的，其漂移量也小。
從多種放大器手冊(cè)指標(biāo)看，有以下規(guī)律：
1） 溫度變化 40~500 度可能帶來的失調(diào)電壓變化，等同于初始失調(diào)電壓。
2） 10~100 個(gè)月帶來的失調(diào)電壓變化， 等同于初始失調(diào)電壓。
因此，要衡量失調(diào)電壓漂移量，最好能和初始失調(diào)電壓進(jìn)行對(duì)比。
偏移量等效溫度 TOD=VOS/dVOS/dT，它描述溫度變化多少度會(huì)帶來一個(gè)新的失調(diào)電壓。
偏移量等效時(shí)間 MOD= VOS/dVOS/dMO，它描述持續(xù)多少個(gè)月，會(huì)帶來一個(gè)新的失調(diào)電壓。
比如，兩個(gè)不同的芯片 AD8675 和 OP177F， VOS 均為 10μV，但是溫度漂移量為AD8675 是 0.2μV/°C，而 OP177F 為 0.1μV/°C，則 TOD_AD8675=10μV/0.2μV/°C=50°C，說明50℃即可產(chǎn)生一個(gè)新的 10 μV 失調(diào)，而TOD_OP177F=10μV/0.1μV/°C=100°C， 說明 100℃才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的 10 μV 失調(diào)，后者顯然比前者好些。
舉例說明，一個(gè)失調(diào)電壓為 100μV 的運(yùn)放，它的溫度漂移為 2μV/°C，時(shí)間漂移是5μV/MO，你在某一天用電位器完成了調(diào)零。那么就在當(dāng)天，你用加熱器提高運(yùn)放的工作溫度 10°C，就會(huì)出現(xiàn)新的 20μV 的失調(diào)，提高 50°C，就會(huì)出現(xiàn) 100μV 的失調(diào)電壓，等于你前面的調(diào)零完全作廢了。如果你很善良，不去這么搞溫度破壞，這個(gè)電路也會(huì)隨著時(shí)間的流逝產(chǎn)生新的失調(diào)，大約 20 個(gè)月后，就可能出現(xiàn) 100μV 的失調(diào)，你又得再次調(diào)零。
很嚴(yán)重。因?yàn)樗荒鼙徽{(diào)零端調(diào)零，即便調(diào)零完成，它還會(huì)帶來新的失調(diào)。在高精度、高穩(wěn)定性要求的場(chǎng)合，選擇漂移系數(shù)較小的放大器，比失調(diào)電壓大小更為重要。
第一， 就是選擇高穩(wěn)定性，也就是上述漂移系數(shù)較小的運(yùn)放。
第二，有些運(yùn)放具有自歸零技術(shù)，它能不斷地測(cè)量失調(diào)并在處理信號(hào)過程中把當(dāng)前失調(diào)電壓減掉。這就可
以抑制溫度變化、時(shí)間流逝、電源電壓變化引起的新的失調(diào)。這很好。但是這種運(yùn)放內(nèi)部都有高頻的切換動(dòng)作，會(huì)產(chǎn)生該頻率噪聲，使用時(shí)應(yīng)該注意。
當(dāng)輸出維持在規(guī)定的電平時(shí)，兩個(gè)輸入端流進(jìn)電流的平均值。
優(yōu)劣范圍：
60fA~100μA。數(shù)量級(jí)相差巨大，這取決于運(yùn)放輸入端結(jié)構(gòu)， FET 輸入的會(huì)很小。
運(yùn)放的兩個(gè)輸入端并不是絕對(duì)高阻的， 本項(xiàng)指標(biāo)主要描述輸入端流進(jìn)電流的數(shù)量級(jí)。 比如某個(gè)運(yùn)放在接成跟隨器且正輸入端接地情況下，正輸入端存在流進(jìn)電流1.3nA，即圖 2-2 中 IB1=1.3nA，負(fù)輸入端存在流進(jìn)電流 0.6nA，即圖 2-2 中 IB2=0.6nA，那么該運(yùn)放的輸入偏置電流 IIB 即為 0.95nA。
第一，當(dāng)用放大器接成跨阻放大測(cè)量外部微小電流時(shí)，過大的輸入偏置電流會(huì)分掉被測(cè)電流，使測(cè)量失準(zhǔn)。
第二，當(dāng)放大器輸入端通過一個(gè)電阻接地時(shí)，這個(gè)電流將在電阻上產(chǎn)生不期望的輸入電壓。
對(duì)策：
為避免輸入偏置電流對(duì)放大電路的影響，最主要的措施是選擇 IB較小的放大器。有很多 FET 輸入運(yùn)放可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。 但是需要注意，高速運(yùn)放且 IB 較小的運(yùn)放比較難選擇，數(shù)量極少。
當(dāng)輸出維持在規(guī)定的電平時(shí)，兩個(gè)輸入端流進(jìn)電流的差值。
優(yōu)劣范圍： 20fA~100μA。數(shù)量級(jí)相差巨大，這取決于運(yùn)放輸入端結(jié)構(gòu)， FET 輸入的會(huì)
很小。
需要注意的是，這是數(shù)值的大小一般與該芯片的偏置電流相當(dāng)。這很像一個(gè)班級(jí)的考試分?jǐn)?shù)，平均大于 70 分，最大值與最小值差值大約也是 70 分（ 100 分-30 分）。我們很少見到奇怪的現(xiàn)象：偏置電流是失調(diào)電流的 10 倍，說明其一致性太好了。
失調(diào)電流的存在，說明兩個(gè)輸入端客觀存在的電流有差異， 后面將要所述的，用外部電阻實(shí)現(xiàn)匹配抵消偏置電流影響的措施，在此就失效了。
這里涉及到三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，輸入失調(diào)電壓 VOS、輸入偏置電流 IB、輸入失調(diào)電流 IOS。
理論上都應(yīng)該為 0，但是實(shí)際上總是不為 0，影響放大器的正常工作。它們的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：
第一，在放大器 0 輸入電壓時(shí)，導(dǎo)致輸出不為 0，這來自于輸入失調(diào)電壓，以及某些情況下偏置電流和失調(diào)電流。
第二，在電流檢測(cè)時(shí)，影響檢測(cè)精度，這主要來自于輸入偏置電流。
放大電路的輸入電壓為 0 時(shí)，導(dǎo)致輸出不為 0 的原因一般有三個(gè)，輸入失調(diào)電壓VOS，輸入偏置電流 IB，輸入失調(diào)電流 IOS，其中后兩個(gè)的影響依賴于放大電路外部的電阻。
從計(jì)算得到的輸出電壓的公式可以看出**，當(dāng)輸入端接地時(shí)，實(shí)際的輸出與輸入失調(diào)電壓 VOS 有關(guān)，與輸入電流 IB1、 IB2 有關(guān)，與外接的電阻有關(guān)**。 能得出如下結(jié)論：
1） 如果 IB1=IB2，那么選擇 R1=R2//RF，可以使電流形成的失調(diào)電壓項(xiàng)會(huì)消失。這就是教科書上教給大家的電阻匹配方法。但這種方法的根基并不牢靠， IB1=IB2 可能性不大。
2） 外部電阻越大，電流引起的輸出失調(diào)越明顯。盡管某些運(yùn)放輸入偏置電流很小，只要外部電阻足夠大，總能讓電流項(xiàng)在輸出失調(diào)中顯現(xiàn)作用。
失調(diào)電壓和偏置電流以一種直流形式存在，最終結(jié)果是在運(yùn)放的**輸出端出現(xiàn)不該有的直流分量****，簡(jiǎn)稱它們?yōu)椤爸绷饕馔狻?br> 有以下結(jié)論需要牢記：
圖 2-5(b)是一個(gè)交流耦合放大電路，多用于高頻放大。 多數(shù)情況下，因前級(jí)后級(jí)均有電容隔直，直流意外似乎不會(huì)成為什么問題，這容易使得設(shè)計(jì)者在此放松警惕。但某些不細(xì)致的設(shè)計(jì)會(huì)使得“直流意外”影響正常工作。
（為了方便閱讀，把前面推導(dǎo)公式復(fù)習(xí)下）
1） 當(dāng) RF 遠(yuǎn)大于 R1 時(shí)，設(shè)計(jì)者原本希望實(shí)現(xiàn)單級(jí)較高增益時(shí)，直流意外將被放大GN 倍，這使得 G N G_N GN? V O S V_{OS} VOS? 會(huì)明顯偏離 0 點(diǎn)，會(huì)降低輸出信號(hào)擺幅，如圖 2-5(b)右下角所示。多數(shù)高頻放大器具有幾個(gè) mV 的輸入失調(diào)電壓， 100 倍放大即可產(chǎn)生幾百 mV 的偏移，導(dǎo)致信號(hào)被削峰，交流信號(hào)波形改變，這是不可忽視的。
2） 為了降低下限截止頻率，設(shè)計(jì)者可能無休止地增大電阻 R，這使得偏置電流對(duì)直流意外的貢獻(xiàn)占據(jù)主導(dǎo)地位。比如 R=5k，運(yùn)放的偏置電流 IIB=50μA，那么正輸入端在靜默時(shí)就存在一個(gè) 0.25V 的直流電壓，這是一個(gè)非常嚴(yán)重的情況，
它已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了輸入失調(diào)電壓幾個(gè) mV 的范疇。
因此，面對(duì)輸入偏置電流較大的運(yùn)放（幾個(gè) μA 到幾百個(gè) μA），謹(jǐn)慎選擇外部電阻是非常重要的。
圖 2-5?是反相比例器，同樣也會(huì)受到“直流意外”的影響。
克服直流意外對(duì)電路的影響， 有以下方法。
這是最為靠譜的方法。一般來說，我們的設(shè)計(jì)不會(huì)逃脫前人常見的設(shè)計(jì)，我們遇到的問題前人也遇到過。芯片制造商也會(huì)針對(duì)這些問題，生產(chǎn)出合適的運(yùn)放。我們遇到的問題，沒有一款合適的運(yùn)放可以選擇，這種情況很少發(fā)生，除非我們站在科學(xué)的最前沿。多數(shù)情況下，合適的運(yùn)放就在那兒，只是看你能否找到。因此，從生產(chǎn)商處下載具有全部參數(shù)的表格，按照初選、細(xì)看、找應(yīng)用實(shí)例的步驟，一般都能找到合適的運(yùn)放。
即便選擇了合適的運(yùn)放，沒有合適的外部電阻也是白搭。外部電阻對(duì)電路性能的影響可以分為兩種：
第一，選擇最小的電阻以降低電流對(duì)直流意外的貢獻(xiàn)；
第二，調(diào)配電阻值以抵消直流意外。
運(yùn)放電路外部電阻的選擇
1） 高速運(yùn)放電路，特別是電流反饋型運(yùn)放，其外部電阻選擇最好遵循數(shù)據(jù)手冊(cè)建議，一般都比較小，1kΩ 以下。實(shí)在找不到的情況下，以盡量減小電阻為宜。
2） 外部電阻越大，則工作時(shí)消耗功耗越小，發(fā)熱也越輕，對(duì)運(yùn)放輸出電流的要求也越低。這是在多種選擇中選擇大電阻的唯一理由。（流壓轉(zhuǎn)換電路中，面對(duì)微弱電流必須選擇很大的電阻，不屬此類）。
3） 外部電阻越大，則運(yùn)放偏置電流對(duì)輸出失調(diào)的貢獻(xiàn)越大。
4） 外部電阻越大，則電阻本身產(chǎn)生的噪聲越大。 常溫下，電阻的噪聲密度可以用 0.13√RnV/√Hz 估算，
一個(gè) 10kΩ 的電阻，其噪聲密度約為 13nV/√Hz，與一個(gè)中等噪聲的運(yùn)放等效輸入噪聲密度相當(dāng)。 而R
一個(gè) 100Ω 電阻，噪聲密度約為 1.3nV/√Hz，等同于一個(gè)相當(dāng)?shù)驮肼暤倪\(yùn)放。
5） 外部電阻越大，附近的雜散電容越不可忽視，它通常會(huì)導(dǎo)致上限截止頻率降低。
6） 外部電阻越大，則電路板造成的漏電阻越不可忽視。
7） 電阻選擇，一般沒有唯一的結(jié)論。
這是萬般無奈的方法。 很多運(yùn)放具有調(diào)零管腳，可供用戶通過電位器或者調(diào)配電阻實(shí)施調(diào)零。也有很多運(yùn)放不具備這個(gè)管腳，可以采用外部增加電路實(shí)現(xiàn)調(diào)零，可以輸入端調(diào)零，也可以輸出端調(diào)零。很多數(shù)據(jù)手冊(cè)上給出了芯片的調(diào)零方法。之所以說這種方法是萬般無奈的方法，是因?yàn)檎{(diào)零存在以下問題：
整理自《你好，放大器》
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