零点漂移现象
零点漂移形成:直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的,由于各级的放大作用,第一级的微弱变化,会使输出级产生很大的变化。
基本介绍
- 中文名:零点漂移现象
- 外文名:offsetdrift
定义
简称为:零漂 也可以是输入电压为零,输出电压偏离零值的变化。
零点漂移是直接耦合放大电路存在的一个特殊问题。所谓零点漂移的是指放大电路在输入端短路(即没有输入信号输入时)用灵敏的直流表测量输出端,也会有变化缓慢的输出电压产生,称为零点漂移现象。零点漂移的信号会在各级放大的电路间传递,经过多级放大后,在输出端成为较大的信号,如果有用信号较弱,存在零点漂移现象的直接耦合放大电路中,漂移电压和有效信号电压混杂在一起被逐级放大,当漂移电压大小可以和有效信号电压相比时,是很难在输出端分辨出有效信号的电压;在漂移现象严重的情况下,往往会使有效信号“淹没”,使放大电路不能正常工作。因此,必须找出产生零漂的原因和抑制零漂的方法。
成因
零点漂移形成:直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的,由于各级的放大作用,第一级的微弱变化,会使输出级产生很大的变化。当输入短路时(由于一些原因使输入级的Q点发生微弱变化现象,一般是由温度变化造成),输出将随时间缓慢变化,这样就形成了零点漂移。同时产生零漂的原因是晶体三极体的参数受温度的影响。
产生零点漂移的原因很多,主要有3个方面:一是电源电压的波动,将造成输出电压漂移;二是电路元件的老化,也将造成输出电压的漂移;三是半导体器件随温度变化而产生变化,也将造成输出电压的漂移。前两个因素造成零点漂移较小,实践证明,温度变化是产生零点漂移的主要原因,也是最难克服的因素,这是由于半导体器件的导电性对温度非常敏感,而温度又很难维持恆定造成的。当环境温度变化时,将引起电晶体参数VBE,β,ICBO的变化,从而使放大电路的静态工作点发生变化,而且由于级间耦合採用直接耦合方式,这种变化将逐级放大和传递,最后导致输出端的电压发生漂移。直接耦合放大电路的级数愈多,放大倍数愈大,则零点漂移愈严重,并且在各级产生的零点漂移中,第l级产生零点漂移影响最大,因此,减小零点漂移的关键是改善放大电路第1级的性能。
抑制零点漂移的措施
(1)选用高质量的硅管硅管的ICBO要比锗管小好几个数量级,因此目前高质量的直流放大电路几乎都採用硅管。另外电晶体的製造工艺也很重要,即使是同一种类型的电晶体,如工艺不够严格,半导体表面不乾净,将会使漂移程度增加。所以必须严格挑选合格的半导体器件。
(2)在电路中引入直流负反馈,稳定静态工作点。
(3)採用温度补偿的方法,利用热敏元件来抵消放大管的变化。补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移,如果参数配合得当,就能把漂移抑制在较低的限度之内。在分立元件组成的电路中常用二极体补偿方式来稳定静态工作点。此方法简单实用,但效果不尽理想,适用于对温漂要求不高的电路。
(4)採用调製手段,调製是指将直流变化量转换为其他形式的变化量(如正弦波幅度的变化),并通过漂移很小的阻容耦合电路放大,再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。这种方式电路结构複杂、成本高、频率特性差。实现这种方法成本投入较高。
(5)受温度补偿法的启发,人们利用2只型号和特性都相同的电晶体来进行补偿,收到了较好的抑制零点漂移的效果,这就是差动放大电路。在积体电路内部套用最广的单元电路就是基于参数补偿原理构成的差动式放大电路。在直接耦合放大电路中,抑制零点漂移最有效地方法是採用差动式放大电路。