一些运用中需求对检放逐大器的输入失调电压(VOS)进行校准，以进步电流丈量精度。可是，受扩大器最小输出电压(VOL)和输入VOS的影响，校准并非一个简略进程。本运用笔记评论了一种“调整”单向检放逐大器输入VOS的简略办法。运用这一办法丈量输入VOS时不受VOL的约束，而且能够进步全体电流丈量精度。以MAX4080检放逐大器为例对这项技能进行评论。
导言
检放逐大器是广泛用于电子设备实时监测负载电流的老练IC。体系控制器依据负载信息进行电源办理运算，以更改负载电流自身的特性，并可供给灵敏的过流维护计划。
检放逐大器在扩大弱小的差分电压的一起能够按捺输入共模电压，该功用相似于传统的差分扩大器，但两者有一个要害差异：关于检放逐大器而言，所答应的输入共模电压规模能够超出电源电压(VCC)。例如，当MAX4080检放逐大器作业在VCC = 5V时，能够承受76V的输入共模电压。选用独立的扩大器架构，电流检测扩大器不会受电阻不匹配形成的共模按捺(CMRR)的影响。MAX4080具有100dB (最小值)的直流CMRR，而根据传统运放的差分扩大器则受CMRR约束，其有用输入VOS经过信号链路是被扩大。
图1. MAX4080高精度单向电流检测扩大器
经过校准进步精度
MAX4080检放逐大器具有精细的输入失调电压(VOS)，25°C时最大值为±0.6mV，在整个-40°C至+125°C温度规模内，最大值为±1.2mV。可是，许多运用需求更高的电流丈量精度，因而需求对输入VOS做进一步校准。这种校准经过在出产进程中丈量VOS并将成果存储在固件中完成。运用所存储的数据，当设备在现场投入实际运用时，能够在数字域调整VOS。
为便于出产，校准的首选计划是：在负载电流为零(零输入差分电压)时丈量VOS。能够丈量输出VOS并在今后的丈量数据中减去该电压。不幸的是这种办法存在一个缺陷，由于VOL (最低输出电压)和输入VOS相互影响，输出电压或许无法准确地反映输入VOS。一切单电源供电扩大器均存在这一问题。
以增益为20的MAX4080T为例，并假定输入VOS为零，此刻扩大器输出的丈量值应该为零。而实际情况是：即便在零输入差分电压下，扩大器也不能确保输出电压低于15mV (10µA吸电流)。假如直接把丈量到输出电压用于VOS校准，扩大器的输入VOS为0.75mV (15mV/20 = 0.75mV)。
相同，假如MAX4080T具有VOL = 0，则正电压输入VOS应该发生正的输出VOS。而负电压输入VOS则不会“反映到”输出端，由于扩大器不能发生低于地电位的输出电压。这样，在零输入差分电压下，不能经过“直接”丈量输出电压来校准输入VOS。
出产进程中，有两种办法校准VOS：
双向检放逐大器具有内部基准，例如：MAX4081具有1.5V基准，能够将输出丈量电压偏置在1.5V，这样，输入差分电压为零时，输出为1.5V ±VOS，引进差错。1.5V电压高于扩大器的VOL，不会影响差错剖析。可经过丈量输出电压与1.5V理论电压之差核算得到VOS差错。可是，这种办法有一个缺陷：降低了动态规模。关于0至5V输入动态规模的ADC器材，动态规模降低了30%，输出规模为1.5V至5V。别的，这种办法需求运用价格较高的双向检放逐大器，用于单向丈量。最终，运用一个低漂移1.5V基准或额定的一个通道的意图仅仅为了丈量该1.5V基准电压，规划人员很难承受这种计划。
两点丈量法对检放逐大器施加两个已知的差分输入电压(负载电流)。首要，根据丈量电压，运用直线迫临法在图表上外推出零检流电压对应的输入VOS。然后，运用电压丈量值进行校准。这种办法的缺陷是：需求供给两个“已知”的精细电流值，出产中很难得到这样的电流，一起还增加了测验时刻。最终，需求留意的是：关于挨近零的差分输入电压，很难得到准确的丈量值，由于在极小的检测电压下，VOL约束会发生差错。
运用输入电阻调整输入VOS
本运用笔记介绍了第三种检放逐大器输入VOS的丈量办法。相同以MAX4080为例，效果一个零输入差分电压，能够抵消VOL与VOS间的相互影响—能够方便地用于出产线测验。
一切的检放逐大器都具有输入偏置电流，有必要稳重运用输入电阻(例如，作为输入滤波器的一部分)，由于电阻会引进不确定的增益和失调差错。运用笔记3888：“带有输入串联电阻的电流检测扩大器的功能”评论了上述问题。本文选用相似技能，但特意挑选不匹配的输入电阻，以引进额定的输出VOS。MAX4080的偏置电流可进行温度补偿，整个作业规模内偏置电流为5µA (典型值)和12µA (最大值)。在RS-串联一个2kΩ电阻(图2)，以发生典型值和最大值分别为10mV和24mV的输入VOS。所引进的VOS发生相应的输出失调规模为200mV (典型值)和480mV (最大值)，足以战胜MAX4080 VOL和VOS的约束。输入电阻引进的差错VOS与温度有关，取决于输入电阻的温漂特性(一般为100ppm)和偏置电流(疏忽不计)。
图2. MAX4080装备中在RS-端串联了一个外部2kΩ电阻
在100°C温度改变规模内，+100ppm电阻温漂特性将发生+1%的阻值改变(即+20Ω)。这样，输入电阻发生的附加输入VOS漂移典型值约为+0.1mV，最大值为+0.24mV (整个偏置电流改变规模内)。而这一温漂值在没有进行校准的情况下仅占输入VOS双向差错(±0.6mV)的20%，在没有校准的情况下这是一个能够承受的成果。
进一步减小串联输入电阻可减小漂移差错。假定整个温度规模内具有15mV的VOL和±1.2mV的输入VOS，附加输入VOS的最小值有必要为1.2mV + 15mV/20 = 1.95mV ≈ 2mV。表1列举了整个温度规模内的测验成果。MAX4080疏忽了测验扩大器自身的VOS温漂，丈量到的VOS温漂由输入电阻和其ppm温漂发生。
表1. 带有输入电阻和不带输入电阻情况下的温度测验成果
| VOS | -40°C | +25°C | +85°C | +125°C |
| No Input Resistors | -0.015mV | 0mV | -0.005mV | -0.01mV |
| 2kΩ in Series with RS- | 9.69mV | 9.73mV | 9.76mV | 9.80mV |
定论
本运用笔记介绍了一种校准输入失调的办法，该办法经过恰当调整输入电阻在检放逐大器MAX4080中引进一个已知的输入VOS。设备制造商能够在出产进程中运用这种办法校准零输入电流下的VOS，进步实时丈量精度。
