首先,基于测量电压,利用直线逼近法在图表上外推出零检流电压对应的输入VOS。然后,利用电压测量值进行校准。这种方法的缺点是:需要提供两个“已知”的精密电流值,生产中很难得到这样的电流,同时还增加了测试时间。最后,需要注意的是:对于接近零的差分输入电压,很难得到精确的测量值,因为在极小的检测电压下,VOL限制会产生误差。

利用输入电阻调整输入VOS

本应用笔记介绍了第三种检流放大器输入VOS的测量方法。同样以MAX4080为例,作用一个零输入差分电压,能够抵消VOL与VOS间的相互影响—可以方便地用于生产线测试。
所有的检流放大器都具有输入偏置电流,必须慎重使用输入电阻(例如,作为输入滤波器的一部分),因为电阻会引入不确定的增益和失调误差。应用笔记3888:“带有输入串联电阻的电流检测放大器的性能”讨论了上述问题。本文采用类似技术,但特意选择不匹配的输入电阻,以引入额外的输出VOS。MAX4080的偏置电流可进行温度补偿,整个工作范围内偏置电流为5µA (典型值)和12µA (最大值)。在RS-串联一个2kΩ电阻(图2),以产生典型值和最大值分别为10mV和24mV的输入VOS。所引入的VOS产生相应的输出失调范围为200mV (典型值)和480mV (最大值),足以克服MAX4080 VOL和VOS的限制。输入电阻引入的误差VOS与温度有关,取决于输入电阻的温漂特性(通常为100ppm)和偏置电流(忽略不计)。
图2. MAX4080配置中在RS-端串联了一个外部2kΩ电阻
在100°C温度变化范围内,+100ppm电阻温漂特性将产生+1%的阻值变化(即+20Ω)。这样,输入电阻产生的附加输入VOS漂移典型值约为+0.1mV,最大值为+0.24mV (整个偏置电流变化范围内)。而这一温漂值在没有进行校准的情况下仅占输入VOS双向误差(±0.6mV)的20%,在没有校准的情况下这是一个可以接受的结果。
进一步减小串联输入电阻可减小漂移误差。假设整个温度范围内具有15mV的VOL和±1.2mV的输入VOS,附加输入VOS的最小值必须为1.2mV + 15mV/20 = 1.95mV ≈ 2mV。表1列举了整个温度范围内的测试结果。MAX4080忽略了测试放大器本身的VOS温漂,测量到的VOS温漂由输入电阻和其ppm温漂产生。
表1. 带有输入电阻和不带输入电阻情况下的温度测试结果

VOS-40°C+25°C+85°C+125°C
No Input Resistors-0.015mV0mV-0.005mV-0.01mV
2kΩ in Series with RS-9.69mV9.73mV9.76mV9.80mV

结论

本应用笔记介绍了一种校准输入失调的方法,该方法通过适当调整输入电阻在检流放大器MAX4080中引入一个已知的输入VOS。设备制造商可以在生产过程中利用这种方法校准零输入电流下的VOS,提高实时测量精度。