运放反向输入端加调零电路的疑问

只看该作者 · 2014-8-3 20:16

本帖最后由凉凉于 2014-8-3 20:29 编辑

lymex 发表于 2014-8-3 18:08
根据定义，Vos是让输出为0时加给运放输入的电压，用表XMM1直接测量，就是Vos

不错，这个是测Vos的方法，但是这种测试并不是直接测量，而是调节输入让输出为0的间接测试，读一下输入值。

Vos是现实中存在，是可以仿真得到一部分的，需要工艺文件的支持（仿真只是Vos的一部分，Vos还有一部分来自版图）。Vos是一个静态值，用DCmatch可以拿到。有兴趣可以看下cadence手册中的DCmatch仿真方法，多说一句，DCmatch仿的BJT和MOS的模型有点区别，MOS的Vos是准确的，含BJT的Vos是没有belta差别的，精确的拿到含有belta也就是ib差别的需要用蒙特卡洛仿DC。这部分的仿真主要是完成设计的最优化，在可以控制的范围内做的Vos最小，然后版图的那部分来自对版图的控制。

Vos的仿真和测量是有区别的。测量的时候，Vos已经是一个固定的值，芯片已经生产完成。仿真的时候，很多条件未定，所以我们仿真的时候，要用各种工艺角，要用蒙特卡洛去估计芯片生产完成后的区间分布，要用后仿去确定版图的影响等等。 Vos的仿真的确讨厌，很多时候我们都是用一个最大值去估计最坏情况来满足系统需求。

2万 · 2014-8-3 20:24

凉凉发表于 2014-8-3 20:16
不错，这个是测Vos的方法，但是这种测试并不是直接测量，而是调节输入让输出为0的间接测试，读一下输入值 ...

终于有个明白人了。。。

只看该作者 · 2014-8-3 20:28

凉凉发表于 2014-8-3 20:16
不错，这个是测Vos的方法，但是这种测试并不是直接测量，而是调节输入让输出为0的间接测试，读一下输入值 ...

“Vos是现实中存在”------同意

1万 · 2014-8-3 20:36

头一次看此贴，略惊
由于己经不能从头看那么多篇幅了，也就无从准确判断各方全面观点了
研究设置voS的意义原本在于输出端的失调，但是往往失调会令其饱和而掩蔽实际的数值评价，因此需将它折算至输入端，而做为一个外部可测参数，它并不计较理会是由内部何种(失调)因素形成，这也是“老抽”黑箱含义。
很多参数都是在这种意义下定义出来的
因此，至少83楼认识是不正确的

只看该作者 · 2014-8-3 20:50

本帖最后由 lymex 于 2014-8-3 20:52 编辑

Lgz2006 发表于 2014-8-3 20:36
头一次看此贴，略惊
由于己经不能从头看那么多篇幅了，也就无从准确判断各方全面观点了
研究设置voS的意义 ...

那么请问：
1、Vos是描述哪里的参数？或是什么的属性？
2、Vos主要产生的原因？
3、Vos是客观存在的吗？

1万 · 2014-8-3 21:06

明儿上电脑细看再说，手机看这么多会有遗漏，初步印像是您错了

2万 · 2014-8-3 21:25

凉凉发表于 2014-8-3 20:16
不错，这个是测Vos的方法，但是这种测试并不是直接测量，而是调节输入让输出为0的间接测试，读一下输入值 ...

注意:dcmatch≠失调，两回事。你再看看你说的手册附录D。

2万 · 2014-8-3 21:30

凉凉发表于 2014-8-3 20:16
不错，这个是测Vos的方法，但是这种测试并不是直接测量，而是调节输入让输出为0的间接测试，读一下输入值 ...

你这很多说法有问题，比如最后一段第一句，Vos怎么可能是定值？？？你测10次可能有10个不同结果。想精确测定不容易。

1万 · 2014-8-4 07:08

lymex 发表于 2014-8-3 20:50
那么请问：
1、Vos是描述哪里的参数？或是什么的属性？
2、Vos主要产生的原因？

1.它是定量表述“即便输入为零，输出也不是零”非理想特性的，是输出失调折合到输入端的等效参数
2.它是由运放设计制造偏差形成，是内部一系列电路效果叠加，并非单一电路节点
3.所谓“客观存在”应该是指下列电路中的两点：1.受控输出；2.电阻（路）压降V=I/R

1万 · 2014-8-4 07:24

当我关注本帖时，已经124楼了，发现它里面别有洞天，按习惯从后往前翻阅至80几楼，然后就有了125楼
从头看到25楼，找到了争论焦点起源“Vos是客观存在的，就是运放正、负输入之间的电压”

同时看了老9和凉的大多帖子，赞同其焦点认识，例如“失调和噪声处理方法几乎完全类似，都是同时用电流源和电压源放在运放输入段”，“恰恰相反，是把输出失调电压分配到输入端，从而得到"输入等效失调电压"”等

作为错误，例如40楼图，恰恰证明“Vos是输出失调Voso经过折合运算到输入端”的
（Voso是“客观存在”的受控源输出电压）

只看该作者 · 2014-8-4 09:36

xukun977 发表于 2014-8-3 21:30
你这很多说法有问题，比如最后一段第一句，Vos怎么可能是定值？？？你测10次可能有10个不同结果。想精确 ...

DCmatch只是一种分析方法，和AC，tran一样，至于怎样拿到输入失调电压，自己实际去仿。

Vos在测试中，可以认为是定值。你说说怎么不是定值？

2万 · 2014-8-4 09:51

凉凉发表于 2014-8-4 09:36
DCmatch只是一种分析方法，和AC，tran一样，至于怎样拿到输入失调电压，自己实际去仿。

Vos在测试中，可 ...

你不可能拿到！
你那手册上说的很清楚，预测失配都难了，何况失调？牵扯到热，机械等因素。

只看该作者 · 2014-8-4 11:57

Lgz2006 发表于 2014-8-4 07:08
1.它是定量表述“即便输入为零，输出也不是零”非理想特性的，是输出失调折合到输入端的等效参数
2.它是 ...

有关Vos，也叫Vio，或Vios，为input offset voltage即输入失调电压的缩写，是运放的一个重要参数，因此是描述运放的无疑。
至于Vos是具体描述哪里的或许不需要具体描述位置，其实都不重要，我与xukun的争论焦点不在这里。

从Vos的定义上看，是在输入端所加的电压：
VOS, is defined as the DC voltage that must be applied between the input terminals to cancel DC offsets within the op amp

从Vos的来源或起因，通常主要是运放的输入级造成的：
VIO is normally attributed to the characteristics of the input differential pair in a
voltage feedback amplifier. Different processes provide certain advantages.
Bipolar input stages tend to have lower offset voltages than CMOS or JFET input
stages.

从运放或Vos的等价电路上看，是在输入端串联了一个Vos：

我与xukun的争论焦点就是下面两条，既然您参与进来，那么就请也表个态（前面的3有点模糊）
1、Vos是客观存在的
2、用表放在运放输入端可以测得Vos

以上两点，缺省条件当然是运放处于稳定工作状态，比如不能不加电，也不能让运放共模电压超限或让运放饱和，或者是正在放大一个频率和幅度都很高的信号。

1万 · 2014-8-4 13:21

这种偏见发生在您身上或多或少有些令人惊讶
首先，这个失调成因是由运放内部一系列偏差的叠加，最终反映到输出端
虽然，通常认为最前级影响最大，但肯定不是唯一
即便，假设失调是唯一发生输入级，那也不是必然直接反映在输入两端电压差值

我们把这些失调因素集总等效处理，合理假想一个“失调源Vos_”串于输入端
当外部一个测试源Vos便与失调源Vos_相抵，从而使得输出为零了
此时，我们把这个“测试源Vos”叫做“输入失调电压”

至于那个“射随器型测试电路”说明了什么？请您三思而后我们再谈
到时，您的2个焦点问题就迎刃而解了
（我不知道老9全部观点，也不涉及失调电流）

2万 · 2014-8-4 13:32

lymex 发表于 2014-8-4 11:57
有关Vos，也叫Vio，或Vios，为input offset voltage即输入失调电压的缩写，是运放的一个重要参数，因此是 ...

第二条要修改下，我说的是无法测到准确值，用表直接测，得到的结果含有杂质。大意如此，具体怎么说的翻帖子就行，我一个没删。

2万 · 2014-8-4 13:39

Lgz2006 发表于 2014-8-4 13:21
这种偏见发生在您身上或多或少有些令人惊讶
首先，这个失调成因是由运放内部一系列偏差的叠加，最终反映到 ...

有的书，说法确切多了:input-referred offset bias voltage
有两个关键，一是refer，二是bias
所以我经常建议，学电路尽可能，甚至是必读英文(否则低效，走弯路)，学唐诗宋词必多中文。

2万 · 2014-8-4 13:48

Lgz2006 发表于 2014-8-4 13:21
这种偏见发生在您身上或多或少有些令人惊讶
首先，这个失调成因是由运放内部一系列偏差的叠加，最终反映到 ...

用不着啰嗦这么多，核心关键就是一个:可以用表在运放输入端测到个电压，这个电压数值还近似等于Vos。
据此，有结论:Vos是运放输入端客观存在的电压。(否则测不到啊)

你把他这个心病解决了，就完事了。

只看该作者 · 2014-8-4 13:53

Lgz2006 发表于 2014-8-4 13:21
这种偏见发生在您身上或多或少有些令人惊讶
首先，这个失调成因是由运放内部一系列偏差的叠加，最终反映到 ...

您这个帖子我的确是三思后回答的。至于偏见，我希望能够具体指出来，是指我说的哪句话。我刚才的帖子是引用了别人的三段话，然后问了两个问题而已。

Vos的确是由很多因素构成的，但输入级贡献最大就可以了。我也从来没说过什么唯一的话。
“我们把这些失调。。。。”---------中间的这段就是Vos的定义，我前面也引用过。

射随器模型说明了：Vos主要从输入级产生，经放大达到输出端，再通过反馈回到输入，自动补偿了Vos而已。

第二个问题是否被回答其实无所谓，这主要是个实践问题，答案我早就知道，因为我一直是这样测的。
xukun曾经戏称我疑虑“为什么Vos能测出来而不客观存在”，其实我从一开始就没有任何疑虑，是确信Vos的客观存在才去动手测的。
我相信，搞电子、搞电路的人，直接用表测量Vos的人不会多，怀疑Vos客观存在的人更不会去用表直接测量Vos。这种东西属于“谁测谁知道”的范畴。

也许您说我的偏见就这两条吧？那没关系，人各有志，想法也不会一样，我在本帖里也不是为了说服谁、纠正谁，我只是宣扬我认为是正确的观点，因此我的方法是基于定义、公理和事实，加以推理得到结论，同时配合实践方法进行验证。从这个意义上看，我的目的已经达成。

这两个观点，其中“Vos是客观存在的”是我主动说的，而“用表可测Vos”是被追问出来的。至于我说Vos是客观存在的原因，下贴会展开。如果需要，我也可以详细说明一下为什么可以用表直接测量Vos。

1万 · 2014-8-4 14:28

很好，您明白130楼这句话的意思了吗——“3.所谓“客观存在”应该是指下列电路中的两点：1.受控输出；2.电阻（路）压降V=I/R”（老9说过“不是马氏那种客观存在吧”）
还有135楼——“此时，我们把这个“测试源Vos”叫做“输入失调电压”
请您3思的是那个“射随器测试电路”原理，显然你被表象迷惑了——你测的那是“自行外加的测试源”！
做了个测试原理图，希望不再需要我来解释什么

只看该作者 · 2014-8-4 15:36

前面给了个“看图识字”，估计各位都认识那几个“字”（Vos和Ib）了。

至于这几个“字”是否存在，那要看那几条曲线是否存在了。显然这些曲线客观存在（可能会有些摆动，但这不影响其存在），则曲线上面的那些特定点也必然是客观存在，而这就是我们要去找的参数。

前面提到了采用电压跟随器的简易方法测Vos，下面给个图示说明：

运放反向输入端加调零电路的疑问

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