如何抑制直接耦合放大電路中零點漂移

3 零點漂移產(chǎn)生的原因
產(chǎn)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(dǎo)體器件隨溫度變化而產(chǎn)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(chǎn)生零點漂移的主要原因，也是最難克服的因素，這是由于半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性對溫度非常敏感，而溫度又很難維持恒定造成的。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，將引起晶體管參數(shù)VBE，β，ICBO的變化，從而使放大電路的靜態(tài)工作點發(fā)生變化，而且由于級間耦合采用直接耦合方式，這種變化將逐級放大和傳遞，最后導(dǎo)致輸出端的電壓發(fā)生漂移。直接耦合放大電路的級數(shù)愈多，放大倍數(shù)愈大，則零點漂移愈嚴(yán)重，并且在各級產(chǎn)生的零點漂移中，第l級產(chǎn)生零點漂移影響最大，因此，減小零點漂移的關(guān)鍵是改善放大電路第1級的性能。

4 抑制零點漂移的措施
抑制零點漂移的措施具體有以下幾種：
(1)選用高質(zhì)量的硅管硅管的ICBO要比鍺管小好幾個數(shù)量級，因此目前高質(zhì)量的直流放大電路幾乎都采用硅管。另外晶體管的制造工藝也很重要，即使是同一種類型的晶體管，如工藝不夠嚴(yán)格，半導(dǎo)體表面不干凈，將會使漂移程度增加。所以必須嚴(yán)格挑選合格的半導(dǎo)體器件。
(2)在電路中引入直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。
(3)采用溫度補償?shù)姆椒?，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(shù)配合得當(dāng)，就能把漂移抑制在較低的限度之內(nèi)。在分立元件組成的電路中常用二極管補償方式來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。此方法簡單實用，但效果不盡理想，適用于對溫漂要求不高的電路。
(4)采用調(diào)制手段，調(diào)制是指將直流變化量轉(zhuǎn)換為其他形式的變化量(如正弦波幅度的變化)，并通過漂移很小的阻容耦合電路放大，再設(shè)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、頻率特性差。實現(xiàn)這種方法成本投入較高。
(5)受溫度補償法的啟發(fā)，人們利用2只型號和特性都相同的晶體管來進(jìn)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。在集成電路內(nèi)部應(yīng)用最廣的單元電路就是基于參數(shù)補償原理構(gòu)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采用差動式放大電路。
4．1 差動放大電路抑制零點漂移的原理
差動放大電路又叫差分電路，他不僅能有效地放大直流信號，而且還能有效的減小由于電源波動和晶體管隨溫度變化而引起的零點漂移，因而獲得廣泛的應(yīng)用，特別是大量地應(yīng)用于集成運放電路，其常被用作多級放大器的前置級。

基本差動式放大器如圖3所示。圖中VT1，VT2是特性相同的晶體管，電路對稱，參數(shù)也對稱。如：VBE1=VBE2，RCl=RC2=RC，Bl=RB2=RB，β1=β2=β。電路有2個輸入端和2個輸出端。因左右2個放大電路完全對稱，所以在沒有信號情況下，即輸入信號UI=0時，Uo1=Uo2，因此輸出電壓Uo=0，即表明差分放大器具有零輸入時零輸出的特點。當(dāng)溫度變化時，左右兩個管子的輸出電壓Uo1，Uo2都要發(fā)生變動，但由于電路對稱，兩管的輸出變化量(即每管的零漂)相同，即△Uo1=△Uo2，則Uo=O，可見利用兩管的零漂在輸出端相抵消，從而有效地抑制了零點漂移。如圖3所示的差動放大電路所以能抑制零點漂移，是由于電路的對稱性。但是此電路存在缺陷：完全對稱的理想情況并不存在；所以單靠提高電路的對稱性來抑制零點漂移是有限度的。上述差動電路的每個管的集電極電位的漂移并末受到抑制，如果采用單端輸出(輸出電壓從一個管的集電極與“地”之間取出)，漂移根本無法抑制。為此，常采用圖4所示的典型差動放大電路。