运放-3-失调电压Vos的理解与仿真验证( 二 ) _放大

失调电压引起的输出误差计算
先看同相放大电路
如上图是同相放大电路，原本输入为Vin，但是从里面的理想运放看过去，实际的输入电压为Vin+Vos 。那么输出就是Vo=(1+R1/R2)*(Vin+Vos) 。
如果Vos=0，那么Vo=(1+R1/R2)*Vin，这是我们常见的同相放大电路输出公式。如果Vos≠0，那么就相当于在原来的基础上叠加了一个电压:(1+R1/R2)*Vos，这个电压就是Vos对输出端的影响。
可以看到，同相放大电路的放大倍数是1+R1/R2，Vos也是被放大了1+R1/R2倍，等于这个电路本身的放大倍数，放大后叠加到输出端。
再看看反相放大电路
如上图是反相放大电路，若运放本身的失调电压是Vos，那么图中理想运放的同相输入端电压就是Vos，根据运放的虚短，反相端的电压也就是Vos 。
再根据虚断，流过R1的电流与R2的电流相等，Ir1=(Vo-Vos)/R1,Ir2=(Vos-Vin)/R2 。那么就有了这个式子:(Vo-Vos)/R1=(Vos-Vin)/R2 。化简得到Vo=-(R1/R2)*Vin+(1+R/R2)*Vos
如果Vos=0，那么Vo=-(R1/R2)*Vin，这是我们常见的反相放大电路输出公式，如果Vos≠0，那么就相当于在原来的基础上叠加了一个电压:(1+R1/R2)*Vos，这个电压就是Vos对输出端的影响。
可以看到，反相放大电路的放大倍数是-R1/R2，但是Vos是被放大了1+R1/R2倍，不等于这个电路本身的放大倍数。
总之，尽管同相和反相放大电路放大倍数公式不同，但Vos都是被放大1+R1/R2倍，叠加到输出端。
以上是理论的一个分析，下面来看看仿真的情况，加深理解
失调电压Vos仿真
先从TI官网下载的spice文件，然后创建模型，使用仿真。
构建同相放大器电路如下：
输入电压为0V，如果运放模型没有Vos参数，或者说Vos=0，那么输出电压为0V，我们运行先看看是不是这样？
可以看到，这个器件模型是有Vos的，因为Vout都有2V电压了。在图示的工作条件下，Vp=0V，Vn=2.，可以推断Vos≈2.（约等于，是因为运放偏置电流的影响被我忽略了）。
另外，我们前面已经推导过了，Vos造成的输出电压为：Vos*(1+R1/R2) 。计算输出Vout=1001*2.=2.，与上图中电路仿真中的结果2.是完全一致的。
可以看到，Vos是可以被放大的，如果放大电路的放大倍数很大，那么在输出端看到的误差电压也可能会非常大，我上面举的例子，放大1001倍的时候，输出端的误差已经到2V了，这个时候就需要关注这个参数了。
我们再给输入一个1mV/2Hz小信号，看看输出情况
可以看到，输出信号被叠加了一个2.17V的偏置电压，可以想到，如果没有Vos，中心电压应该是0V 。所以说，Vos被放大了后，作为一个直流信号被叠加到输出端
小结
【运放-3-失调电压Vos的理解与仿真验证】本期内容主要说了下运放的输入失调电压Vos，实际运用中，我觉得主要关键的点有下面几条：
1、Vos是可以被运放放大，被放大后作为一个直流电压叠加到输出端
2、不论是同相放大电路还是反相放大电路，Vos在电路中的放大倍数都是1+R1/R2
参考原文：《运放-3-失调电压Vos的理解与仿真验证》