调整检流放大器的失调电压提高电流测量精度

所有的检流放大器都具有输入偏置电流，必须慎重使用输入电阻(例如，作为输入滤波器的一部分)，因为电阻会引入不确定的增益和失调误差。应用笔记3888：“带有输入串联电阻的电流检测放大器的性能”讨论了上述问题。本文采用类似技术，但特意选择不匹配的输入电阻，以引入额外的输出VOS。MAX4080的偏置电流可进行温度补偿，整个工作范围内偏置电流为5µA (典型值)和12µA (最大值)。在RS-串联一个2kΩ电阻(图2)，以产生典型值和最大值分别为10mV和24mV的输入VOS。所引入的VOS产生相应的输出失调范围为200mV (典型值)和480mV (最大值)，足以克服MAX4080 VOL和VOS的限制。输入电阻引入的误差VOS与温度有关，取决于输入电阻的温漂特性(通常为100ppm)和偏置电流(忽略不计)。

图2. MAX4080配置中在RS-端串联了一个外部2kΩ电阻

在100°C温度变化范围内，+100ppm电阻温漂特性将产生+1%的阻值变化(即+20Ω)。这样，输入电阻产生的附加输入VOS漂移典型值约为+0.1mV，最大值为+0.24mV (整个偏置电流变化范围内)。而这一温漂值在没有进行校准的情况下仅占输入VOS双向误差(±0.6mV)的20%，在没有校准的情况下这是一个可以接受的结果。

进一步减小串联输入电阻可减小漂移误差。假设整个温度范围内具有15mV的VOL和±1.2mV的输入VOS，附加输入VOS的最小值必须为1.2mV + 15mV/20 = 1.95mV ≈ 2mV。表1列举了整个温度范围内的测试结果。MAX4080忽略了测试放大器本身的VOS温漂，测量到的VOS温漂由输入电阻和其ppm温漂产生。

表1. 带有输入电阻和不带输入电阻情况下的温度测试结果 VOS-40°C+25°C+85°C+125°C

No Input Resistors-0.015mV0mV-0.005mV-0.01mV

2kΩ in Series with RS-9.69mV9.73mV9.76mV9.80mV

结论

本应用笔记介绍了一种校准输入失调的方法，该方法通过适当调整输入电阻在检流放大器MAX4080中引入一个已知的输入VOS。设备制造商可以在生产过程中利用这种方法校准零输入电流下的VOS，提高实时测量精度。