5 斩波电流瞬态对失调电压的影响

图 3-5 显示了由于斩波器输入金属氧化物半导体 (MOS) 开关的电荷注入和时钟馈通而导致的放大器瞬态输入电流。当这些输入瞬态电流流经连接到放大器的反馈网络阻抗和源阻抗时，瞬态会转换为电压。与运算放大器的带宽相比，瞬态非常快，因此瞬态不会完全稳定。斩波瞬态的交流电压信号平均值为非零值。该平均值充当额外的输入失调电压与放大器的失调电压相加。根据源阻抗和反馈阻抗的幅度，由斩波瞬态引起的失调电压与放大器的失调电压相比可以忽略不计，也可以大很多。让瞬态开始变得明显的特定电阻值取决于放大器的带宽、斩波频率和瞬态 I_B 干扰幅度。

图 5-1 显示了 OPA188 的一个简单 TINA-TI 模型，其中包含瞬态电流脉冲（I_G1 和 I_G2）、带宽和输入电容。同相输入端的电流瞬态流过源阻抗，反相输入端的瞬态流过阻抗网络。如果这两个瞬态相等，并且反馈阻抗与源阻抗匹配，则瞬态输入电流会从反馈阻抗和源阻抗产生失调电压，而这些失调电压将相互抵消。

图 5-1 OPA188 上斩波器瞬态的 TINA-TI 模型

图 5-2 显示了图 5-1 所示电路的响应。由于电流瞬态存在轻微不匹配，因此瞬态不会完全抵消，在输出中会显示一个随时间变化的失调电压误差信号。输出失调电压信号的直流平均值为 25.8µV。图 5-3 显示了反馈电阻器短路时同一电路的响应。由于 R_FB 短路，因此反相和同相信号之间不会产生抵消效应。所以，平均输出失调电压会增加到 204µV。图 5-4 显示了源电阻器短路时同一电路的响应。同样，由于 R_s 短路，因此 R_FB 和 R_s 之间不会产生抵消效应（平均失调电压为 –187µV）。

图 5-2 OPA188 模型 (R_FB = R_s = 100kΩ) 的仿真输出失调电压

图 5-3 OPA188 模型（R_FB = 0Ω、R_s = 100kΩ）的仿真输出失调电压

图 5-4 OPA188 模型（R_FB = 100kΩ、R_s = 0Ω）的仿真输出失调电压

斩波放大器的偏置电流瞬态所产生的失调电压最好不要大于器件的 V_os。这些电流瞬态产生的失调电压取决于源阻抗和反馈网络阻抗的幅度。图 5-5 显示了 OPA388 失调电压与源阻抗之间的关系图。图左侧的平坦区域是放大器固有失调电压占主导地位的区域。曲线随源阻抗增加而上升的区域是电流瞬态在失调电压中占主导地位的区域。通常，请勿在瞬态占主导地位的情况下使用具有较大源阻抗的斩波放大器。每个斩波放大器在哪个过渡点认定源阻抗较大的标准是不同的。表 5-1 列出了斩波放大器及其避免增加失调电压的最大阻抗。

图 5-5 OPA388 的失调电压与源电阻间的关系