零點漂移現象

零點漂移形成:直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的,由於各級的放大作用,第一級的微弱變化,會使輸出級產生很大的變化。

基本介紹

  • 中文名:零點漂移現象
  • 外文名:offsetdrift
定義,成因,抑制零點漂移的措施,

定義

簡稱為:零漂 也可以是輸入電壓為零,輸出電壓偏離零值的變化。
零點漂移是直接耦合放大電路存在的一個特殊問題。所謂零點漂移的是指放大電路在輸入端短路(即沒有輸入信號輸入時)用靈敏的直流表測量輸出端,也會有變化緩慢的輸出電壓產生,稱為零點漂移現象。零點漂移的信號會在各級放大的電路間傳遞,經過多級放大後,在輸出端成為較大的信號,如果有用信號較弱,存在零點漂移現象的直接耦合放大電路中,漂移電壓和有效信號電壓混雜在一起被逐級放大,當漂移電壓大小可以和有效信號電壓相比時,是很難在輸出端分辨出有效信號的電壓;在漂移現象嚴重的情況下,往往會使有效信號“淹沒”,使放大電路不能正常工作。因此,必須找出產生零漂的原因和抑制零漂的方法。

成因

零點漂移形成:直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的,由於各級的放大作用,第一級的微弱變化,會使輸出級產生很大的變化。當輸入短路時(由於一些原因使輸入級的Q點發生微弱變化現象,一般是由溫度變化造成),輸出將隨時間緩慢變化,這樣就形成了零點漂移。同時產生零漂的原因是晶體三極體的參數受溫度的影響。
產生零點漂移的原因很多,主要有3個方面:一是電源電壓的波動,將造成輸出電壓漂移;二是電路元件的老化,也將造成輸出電壓的漂移;三是半導體器件隨溫度變化而產生變化,也將造成輸出電壓的漂移。前兩個因素造成零點漂移較小,實踐證明,溫度變化是產生零點漂移的主要原因,也是最難克服的因素,這是由於半導體器件的導電性對溫度非常敏感,而溫度又很難維持恆定造成的。當環境溫度變化時,將引起電晶體參數VBE,β,ICBO的變化,從而使放大電路的靜態工作點發生變化,而且由於級間耦合採用直接耦合方式,這種變化將逐級放大和傳遞,最後導致輸出端的電壓發生漂移。直接耦合放大電路的級數愈多,放大倍數愈大,則零點漂移愈嚴重,並且在各級產生的零點漂移中,第l級產生零點漂移影響最大,因此,減小零點漂移的關鍵是改善放大電路第1級的性能。

抑制零點漂移的措施

(1)選用高質量的矽管矽管的ICBO要比鍺管小好幾個數量級,因此目前高質量的直流放大電路幾乎都採用矽管。另外電晶體的製造工藝也很重要,即使是同一種類型的電晶體,如工藝不夠嚴格,半導體表面不乾淨,將會使漂移程度增加。所以必須嚴格挑選合格的半導體器件。
(2)在電路中引入直流負反饋,穩定靜態工作點。
(3)採用溫度補償的方法,利用熱敏元件來抵消放大管的變化。補償是指用另外一個元器件的漂移來抵消放大電路的漂移,如果參數配合得當,就能把漂移抑制在較低的限度之內。在分立元件組成的電路中常用二極體補償方式來穩定靜態工作點。此方法簡單實用,但效果不盡理想,適用於對溫漂要求不高的電路。
(4)採用調製手段,調製是指將直流變化量轉換為其他形式的變化量(如正弦波幅度的變化),並通過漂移很小的阻容耦合電路放大,再設法將放大了的信號還原為直流成份的變化。這種方式電路結構複雜、成本高、頻率特性差。實現這種方法成本投入較高。
(5)受溫度補償法的啟發,人們利用2隻型號和特性都相同的電晶體來進行補償,收到了較好的抑制零點漂移的效果,這就是差動放大電路。在積體電路內部套用最廣的單元電路就是基於參數補償原理構成的差動式放大電路。在直接耦合放大電路中,抑制零點漂移最有效地方法是採用差動式放大電路。

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