5.6: Дрейф
- Page ID
- 35516
Дрейф - це зміна вихідної напруги зміщення. Нерідко це індукована температурою. Навіть якщо ланцюг був обнулений вручну, зміщення на виході може бути вироблено, якщо температура змінюється. Це тому, що\(V_{OS}\) і\(I_{OS}\) чутливі до температури. Єдиний спосіб обійти це - підтримувати контур в постійному температурному середовищі. Це може коштувати дуже дорого. Якщо дрейф може зберігатися в межах прийнятного діапазону, додаткові витрати на охолоджувальне та опалювальне обладнання можуть бути видалені. Як і слід було очікувати, величина дрейфу залежить від величини зміни температури. Це також залежить від\(I_{OS}\) і\(V_{OS}\) чутливості. Ці пункти є\(\Delta V_{OS}/\Delta T\), зміна\(V_{OS}\) щодо температури, і\(\Delta I_{OS}/\Delta T\), зміна\(I_{OS}\) по відношенню до температури. Швидкість дрейфу вказана з точки зору зміни на градус Цельсія. Ці параметри зазвичай задаються як найгірші значення і можуть створювати як позитивний, так і негативний потенціал.
Розвиток рівняння дрейфу в значній мірі випливає з рівняння для зміщень. Різниця лише в тому, що параметри зсуву замінюються їх температурними коефіцієнтами і зміною температури. Добуток коефіцієнтів і зміни температури виробляють вхідне зміщення напруги і струму.
\[ V_{drift} = \frac{\Delta V_{OS}}{\Delta T} \Delta T A_{noise} + \frac{\Delta I_{OS}}{\Delta T} \Delta T R_f \label{5.21}\tag{5.21} \]
Як і при розрахунку зсуву, результат дрейфу може бути як позитивним, так і негативним. Крім того, оскільки\(I_{OS}\) настільки малий для пристроїв введення FET,\(\Delta I_{OS}/\Delta T\) часто не вказаний, оскільки він майже завжди досить малий, щоб ігнорувати. Для найменшого дрейфу передбачається, що операційний підсилювач використовує компенсаційний резистор зміщення\(R_{off}\), і що схема була обнулена.
Приклад\(\PageIndex{1}\)
Визначте вихідний дрейф для схеми малюнка 5.5.3 для цільової температури 80\(^{\circ}\)° С. Припустимо, що\(R_{off} = 909 \Omega\) і що схема була обнулена при 25\(^{\circ}\) С.
Параметри для 5534 є\(\Delta V_{OS}/\Delta T = 5 \mu V/C^{\circ}\),\(\Delta I_{OS}/\Delta T = 200 pA/C^{\circ}\).
Коефіцієнт посилення шуму вже був визначений як 11 в прикладі 5.5.1. Загальна зміна температури становить від 25\(^{\circ}\)° С до 80\(^{\circ}\) С, або 55С\(^{\circ}\).
\[ V_{drift} = \frac{\Delta V_{OS}}{\Delta T} \Delta T A_{noise} + \frac{\Delta I_{OS}}{\Delta T} \Delta T R_f \nonumber \]
\[ V_{drift} = 5 \mu V/C^{\circ}\times 55C^{\circ}\times 11+200 pA/C^{\circ}\times 55C^{\circ}\times 10 k \nonumber \]
\[ V_{drift} = 3.025mV+.11mV \nonumber \]
\[ V_{drift} = 3.135mV \nonumber \]
Зверніть увагу, що для цієї схеми\(V_{OS}\) дрейф є основним джерелом помилки. При 80\(^{\circ}\) С на виході ланцюга може бути до\(\pm\) 3,135 мВ похибки постійного струму.
Як і у випадку зі зміщеннями, дрейф частково є функцією посилення ланцюга. Тому ланцюги з високим коефіцієнтом посилення часто мають надмірний дрейф. Для того, щоб порівняти різні підсилювачі, часто використовується дрейф на вході. Щоб знайти вхідний дрейф, просто розділіть вихідний дрейф на посилення сигналу підсилювача. Не використовуйте посилення шуму! Таким чином, як інвертуючі, так і неінвертуючі підсилювачі можна порівняти на рівних. Для щойно розглянутої схеми вхідний дрейф
\[ V_{drift (input)} = \frac{V_{drift}}{A_v} \nonumber \]
\[ V_{drift (input)} = \frac{3.135 mV}{11} \nonumber \]
\[ V_{drift (input)} = 285 \mu V \nonumber \]
Для багатьох застосувань, особливо тих, хто в першу чергу стосується продуктивності змінного струму, специфікація дрейфу не дуже важлива. Наприклад, підсилювач зв'язку може використовувати конденсатор вихідної муфти, щоб блокувати будь-який дрейф або зміщення від досягнення виходу, якщо це потрібно. Дрейф зазвичай важливий для застосувань, що включають постійний струм або дуже низькі частоти, де конденсатори зв'язку не є практичними.