如何抑制直接耦合放大電路中零點(diǎn)漂移

3 零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因
產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多，主要有3個(gè)方面：一是電源電壓的波動(dòng)，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(gè)因素造成零點(diǎn)漂移較小，實(shí)踐證明，溫度變化是產(chǎn)生零點(diǎn)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(duì)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(shí)，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(diǎn)發(fā)生變化，而且由于級(jí)間耦合采用直接耦合方式，這種變化將逐級(jí)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(jí)數(shù)愈多，放大倍數(shù)愈大，則零點(diǎn)漂移愈嚴(yán)重，并且在各級(jí)產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移中，第l級(jí)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移影響最大，因此，減小零點(diǎn)漂移的關(guān)鍵是改善放大電路第1級(jí)的性能。

4 抑制零點(diǎn)漂移的措施
抑制零點(diǎn)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(gè)數(shù)量級(jí)，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(lèi)型的晶體管，如工藝不夠嚴(yán)格，半導(dǎo)體表面不干凈，將會(huì)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(diǎn)。
(3)采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ脽崦粼?lái)抵消放大管的變化。補(bǔ)償是指用另外一個(gè)元器件的漂移來(lái)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(bǔ)償方式來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。此方法簡(jiǎn)單實(shí)用，但效果不盡理想，適用于對(duì)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(guò)漂移很小的阻容耦合電路放大，再設(shè)法將放大了的信號(hào)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(shí)現(xiàn)這種方法成本投入較高。
(5)受溫度補(bǔ)償法的啟發(fā)，人們利用2只型號(hào)和特性都相同的晶體管來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，收到了較好的抑制零點(diǎn)漂移的效果，這就是差動(dòng)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(bǔ)償原理構(gòu)成的差動(dòng)式放大電路。在直接耦合放大電路中，抑制零點(diǎn)漂移最有效地方法是采用差動(dòng)式放大電路。
4．1 差動(dòng)放大電路抑制零點(diǎn)漂移的原理
差動(dòng)放大電路又叫差分電路，他不僅能有效地放大直流信號(hào)，而且還能有效的減小由于電源波動(dòng)和晶體管隨溫度變化而引起的零點(diǎn)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(yùn)放電路，其常被用作多級(jí)放大器的前置級(jí)。

基本差動(dòng)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(duì)稱(chēng)，參數(shù)也對(duì)稱(chēng)。如：VBE1=VBE2，RCl=RC2=RC，Bl=RB2=RB，β1=β2=β。電路有2個(gè)輸入端和2個(gè)輸出端。因左右2個(gè)放大電路完全對(duì)稱(chēng)，所以在沒(méi)有信號(hào)情況下，即輸入信號(hào)UI=0時(shí)，Uo1=Uo2，因此輸出電壓Uo=0，即表明差分放大器具有零輸入時(shí)零輸出的特點(diǎn)。當(dāng)溫度變化時(shí)，左右兩個(gè)管子的輸出電壓Uo1，Uo2都要發(fā)生變動(dòng)，但由于電路對(duì)稱(chēng)，兩管的輸出變化量(即每管的零漂)相同，即△Uo1=△Uo2，則Uo=O，可見(jiàn)利用兩管的零漂在輸出端相抵消，從而有效地抑制了零點(diǎn)漂移。如圖3所示的差動(dòng)放大電路所以能抑制零點(diǎn)漂移，是由于電路的對(duì)稱(chēng)性。但是此電路存在缺陷：完全對(duì)稱(chēng)的理想情況并不存在；所以單靠提高電路的對(duì)稱(chēng)性來(lái)抑制零點(diǎn)漂移是有限度的。上述差動(dòng)電路的每個(gè)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(gè)管的集電極與“地”之間取出)，漂移根本無(wú)法抑制。為此，常采用圖4所示的典型差動(dòng)放大電路。