. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Jak eliminovat napěťový offset OZ
31. března 2010 - 9:05 | Bonnie C. Baker | Jak eliminovat napěťový offset OZ | Komentářů: 0  

Jak eliminovat napěťový offset OZ

Aplikační poznámka, rozebírající techniku operačních zesilovačů a vznik vstupního napěťového offsetu s závislosti na typu obvodu.

Také jste již někdy strávili spoustu času výběrem vhodného operačního zesilovače pro danou aplikaci, aby jste nakonec zjistili, že výrobcem specifikovaný vstupní napěťový offset je zcela mimo vaše požadavky? Navíc v praktických aplikacích se často stává, že reálná hodnota offsetu je i více než desetkrát vyšší, než ta specifikovaná pro daný účel. Co v této situaci dělat? Je lepší nechat si od výrobce zaslat nový čip pro analýzu problému, nebo vyjmout z aplikace ten stávající a projít si svůj návrh znovu? Jako možnou alternativu se nyní pokusíme vysvětlit a popsat způsob, jak kompenzovat vzniklé chyby a plně využít specifikace dané výrobce.

Pokud používáte zvolený zesilovač jako klíčový prvek v transimpedančním zesilovači, analogovém filtru, vzorkovacím obvodu, integrátoru, kapacitním snímači nebo v obvodu, pracujícím s vysokou impedancí, je snadné si všimnout, že vstupní klidový proud zesilovače vytváří napěťový offset na odporech v okolí obvodu.

U bipolárních operačních zesilovačů je primárním termínem, definujícím jeho použití v dané aplikaci, tzv. Input Bias Current, tedy vstupní klidový proud. Ten je u bipolárních operačních zesilovačů shodný s proudem NPN a PNP tranzistorů, umístěných na jeho vstupech. Velikost vstupního klidového proudu se zde pohybuje v rozmezí několika nano ampér pro nízkopříkonové obvody, až po hodnoty stovek nano ampér u obvodů s vyšším výkonem při teplotě +25 °C.

Termín „vstupní klidový proud“ však ztrácí svůj význam u obvodů se vstupem typu JFET nebo CMOS. U těchto typů zesilovačů je vstupní proud pinů tvořen pouze klidovým proudem vstupních ochranných ESD prvků - diod (obr. 1). Přesnější označení pro tento typ nežádoucího proudu je Input Leakage Current, tedy vstupní zbytkový proud. Jeho typická velikost je u JFET nebo CMOS zesilovačů pod řádem piko ampér při +25 °C. Tato specifikace je nezávislá na provozním napětí i velikosti samotného zesilovače. Téměř všechny tyto typy operačních zesilovačů mají integrované ESD prvky pro ochranu před účinky ESD událostí, pouze vyjma bipolárních typů, kde jsou konečné účinky ESD proudu velmi malé. Vstupní klidový proud je zde tak tvořen pouze „unikajícím“ proudem z ESD prvků a to v maximálních řádech piko ampér.


Obr. 1: Vstupní klidový a zbytkový proud operačního zesilovače typu JFET a CMOS tvoří jen minimální změnu úbytku napětí na rezistoru RF. Tyto typy jsou tak pro použití v podobné aplikaci vhodnější.

Vstupní klidový proud i vstupní zbytkový proud může být závislý na změně teploty pouzdra, potažmo čipu samotného obvodu. Nicméně, tato závislost je velmi odlišná dle typu designu operačního zesilovače. Operační zesilovače s bipolárními vstupy jsou poměrně stabilní. Ovšem JFET a CMOS typy jsou zcela odlišné. Vzhledem k tomu, že svodový proud vzniká na opačně orientované ESD diodě, zvyšuje se tento přibližně dvakrát za každých 10 °C teplotní změny.

Z hlediska zajištění vstupních zbytkových proudů zesilovačů typu JFET a CMOS je důležité pochopit, že vliv vlastních plošných spojů je na úrovni piko ampér. Například tak i malé množství prachu, oleje, nebo i molekuly vody mohou výrazným způsobem zvýšit tyto proudy a vydávat se za ně. Podobný vliv na velikost takto nepatrných zbytkových proudů může mít i jen otisk prstu nebo antistatické zpracování chemikálií. Tyto jevy tak mohou mít zcela zásadní vliv na funkci celého obvodu a je potřeba je v zákaznických aplikacích buď zcela eliminovat, nebo s nimi počítat, neboť prachu, oleji či vodě, která se může na elektronice srážet, je těžké předcházet. Dobrou zprávou však je, že vhodným návrhem je možné vytvořit spoj, který bude mít maximální svod výrazně pod 1 pA.

Nejúčinnějším způsobem, kterým je možné snížit nebo výrazně minimalizovat dopady vstupního klidového proudu a vstupního zbytkového proudu je tak kontrola konfigurace obvodu. Při zkoumání navrženého obvodu vám doporučuji podívat se na průběh napětí jednotlivých uzlů a ujistit se, že jste správně provedli připojení a následné dopady všech stávajících cest v obvodu.

Reference:
Pro více informací o tomto a dalších tématech návrhu obvodů s operačními zesilovači navštivte stránky www.ti.com/amplifiersandlinear-ca.

Autor: Bonnie C. Baker, Senior Applications Engineer, Texas Instruments







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PBTM s externí anténou
Modul s BTM-112 od firmy Rayson usnadňuje jeho použití a doplňuje modul o konektor pro připojení externí ziskové antény.
Skladem od 389 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007