I R2. V o I R1. V o E OS 1 R 2 R 2 I B R 1. Tensión de offset referida a la entrada (E OS ) I B R 2 < 0.01V

Transcripción

1 Tensión de offset referida a la entrada (E OS ) Valores típicos de E OS : [ ± 0µV, ± 0mV] Queremos medir E OS que es del orden de mv (0-3 ), para que la lectura sea cómoda nos interesará que sea del orden del voltio, para lo que necesitamos una ganancia de 000 I E OS I B I E OS I B Circuito equivalente en el que el OPAMP con tensión de offset se sustituye por un OPAMP sin tensión de offset y una fuente de tensión E OS, pero con fugas de corriente, en la entrada no-inversora por otro lado, I B es del orden de las decenas de na (0-8 ), por tanto, para que el error sea menor del % necesitamos que: o sea: I B < 0.0V < MΩ Así que una elección adecuada de los valores de las resistencias sería: 00kΩ 00Ω o bien: MΩ kω

2 Fugas de corriente a la entrada (I B e I B ) Valores típicos de I B e I B : [ ± 0nA, ± 00nA] Ahora el circuito equivalente tiene un OPAMP con tensión de offset pero sin fugas de corriente, y una fuente de intensidad I B en la entrada inversora Necesitamos que sea mucho mayor que E OS, para ello bastará con que: I B E OS I B 0.V E OS E I OS B El mismo razonamiento se aplica para escoger la resistencia apropiada para medir I B en este circuito: y como I B es del orden de las decenas de na (0-8 ), tendremos que: 0MΩ I B

3 Limitación de la tensión de salida (E S y E S ) Valores típicos de E S e E S : V PWS ( 0.5V,.5V) Consideramos aquí un OPAMP con una ganancia en DC infinitamente grande Según esto, con una ganancia suficiente (de 00 a 000), observaríamos la limitación en la tensión de salida con sólo unas décimas de voltio en la entrada Si I S es la corriente de saturación de la salida, debe ocurrir que: V I o o < I S en todo momento, así que para la máxima tensión en la salida: E S < I S I o I o I o (en zona lineal) La selección adecuada de las resistencias se basa ahora en evitar que sea la limitación de la corriente de salida la que sea puesta de manifiesto en la medida Si I S es del orden de 0mA y, E S ronda los 0V, entonces debe ocurrir que: > E S I S kω Por tanto seleccionaremos: por ejemplo 00kΩ 00Ω

4 Limitación de la intensidad de salida (I S y I S ) Valores típicos de I S e I S : [ ± 0mA, ± 00mA] I o Vo Empleamos el mismo circuito que antes Ahora queremos que la limitación de la corriente de salida la que sea puesta de manifiesto en la medida por tanto por tanto: < E S I S kω Si elegimos: E S > I S 00Ω En zona lineal tendremos: I S < I o < I S, o sea: I S < < I S Fuera de esta zona el OPAMP se comporta como una fuente ideal de intensidad de valor I S ó I S, por lo que: I S I S Las intersecciones entre estos tramos nos permitirán obtener e : I S I S V lim I S V lim I S

5 Ganancia del modo diferencial (A o ) Valores típicos de A o : [ 0 5, 0 6 ] Con este circuito: A o V i E OS o sea: A o Así que empleamos este otro: necesitaríamos una precisión de microvoltios en el control de para que el OPAMP no se saliera de la zona lineal 3 DUT * 3 V a donde: A o V * o con 00kΩ y 00Ω para que sea aproximadamente 000 * E OS E OS El único problema sería que el offset sacara a los OPAMPs de la zona lineal saturándolos en tensión (será conveniente verificar para cada valor de ).

6 Valores típicos de PS: azón de rechazo a la fuente de alimentación (PS) [ 0 4, 0 5 ] DUT Vi V DD Partimos de: V SS A o E OS V o A PS ( V DD ) A PS V SS o sea: A o E OS V o ( V PS DD ) de donde, midiendo diferencias de y de obtenemos: PS A o A PS A V PS- SS PS Para que sea fácilmente controlable y Vo pueda medirse cómodamente, haremos que:

7 Valores típicos de CM: [ 0 3, 0 4 ] azón de rechazo al modo común (CM) sólo simulación Partimos de: V A o ( V V E OS ) A V E OS cm o sea: A o V V E OS CM V V E OS y considerando que V V V : A o V V E OS E V OS CM Por otro lado, analizando el circuito llegamos a que: V V i V V i DUT Por qué no realizamos el montaje experimental? Porque si consideramos un cierto desapareamineto entre las resistencias (por ejemplo), tenemos: y de aquí: V V i CM V y finalmente: CM A o A cm y esto enmascararía el fenómeno que queremos medir al ser del mismo orden o mayor que CM

8 Producto Ganancia-Ancho de Banda (GB) Valores típicos de GB: [ MHz, 0MHz] V La función de transferencia del circuito, considerando As ( ) GB s, será: Hs ( ) s GB La respuesta a un escalón de V será: donde: ( s) τ s ( sτ) GB DUT en el dominio del tiempo, la respuesta tiene la forma siguiente: v o () t u 0 () t [ e t τ ] por lo que midiendo τ valor del GB (en rad/s). obtendremos el Puesto que GB es del orden de los microsegundos, si seleccionamos las resistencias de modo que: entonces τ será del orden de los milisegundos, por lo que será fácil de medir en el osciloscopio.

9 Slew-ate (S y S ) Valores típicos de S y S : [ ± 0.5V µs, ± 5V µs] V S DUT o S V i Este comportamiento es no lineal y se debe a una limitación en la intensidad de corriente disponible para cargar condensadores tanto externos (de carga) como internos (reponsables de los polos del OPAMP). dv dt I --- C I < bias C esta limitación de I conlleva una limitación en el ritmo de cambio de la salida (slew-rate): dv o < S dt que puede medirse directamente. dv o < S dt S V o t Mientras mayor sea, o sea, más tiempo necesitará la salida para alcanzar el valor del pulso t V o S