5.6: Deriva

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La deriva es una variación en el voltaje de compensación de salida. A menudo, es inducida por la temperatura. Incluso si un circuito ha sido anulado manualmente, se puede producir un desplazamiento de salida si cambia la temperatura. Esto se debe a que\(V_{OS}\) y\(I_{OS}\) son sensibles a la temperatura. La única manera de evitar esto es mantener el circuito en un ambiente de temperatura constante. Esto puede ser muy costoso. Si la deriva se puede mantener dentro de un rango aceptable, se puede eliminar el costo agregado de los equipos de enfriamiento y calefacción. Como cabría esperar, la magnitud de la deriva depende del tamaño del cambio de temperatura. También depende de las\(I_{OS}\) y\(V_{OS}\) sensibilidades. Estos ítems son\(\Delta V_{OS}/\Delta T\), el cambio\(V_{OS}\) con respecto a la temperatura, y\(\Delta I_{OS}/\Delta T\), el cambio\(I_{OS}\) con respecto a la temperatura. Las tasas de deriva se especifican en términos de cambio por grado centígrado. Estos parámetros generalmente se especifican como valores del peor de los casos y pueden producir un potencial positivo o negativo.

El desarrollo de la ecuación de deriva sigue prácticamente al de la Ecuación para compensaciones. La única diferencia es que los parámetros de desplazamiento son reemplazados por sus coeficientes de temperatura y el cambio de temperatura. Los productos de los coeficientes y el cambio de temperatura producen un voltaje y corriente de compensación de entrada.

\[ V_{drift} = \frac{\Delta V_{OS}}{\Delta T} \Delta T A_{noise} + \frac{\Delta I_{OS}}{\Delta T} \Delta T R_f \label{5.21}\tag{5.21} \]

Al igual que con el cálculo del desplazamiento, el resultado de deriva puede ser positivo o negativo. Además, debido a que\(I_{OS}\) es tan pequeño para los dispositivos de entrada FET,\(\Delta I_{OS}/\Delta T\) a menudo no aparece en la lista, ya que casi siempre es lo suficientemente pequeño como para ignorarlo. Para la deriva más baja, se supone que el amplificador operacional usa la resistencia\(R_{off}\) de compensación de desplazamiento y que el circuito ha sido anulado.

Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

Determinar la deriva de salida para el circuito de la Figura 5.5.3 para una temperatura objetivo de 80\(^{\circ}\) C. Supongamos que\(R_{off} = 909 \Omega\) y que el circuito ha sido anulado a 25\(^{\circ}\) C.

Los parámetros para el 5534 son\(\Delta V_{OS}/\Delta T = 5 \mu V/C^{\circ}\),\(\Delta I_{OS}/\Delta T = 200 pA/C^{\circ}\).

La ganancia de ruido ya se determinó que era 11 en el Ejemplo 5.5.1. El cambio de temperatura total es de 25\(^{\circ}\) C a 80\(^{\circ}\) C, o 55C\(^{\circ}\).

\[ V_{drift} = \frac{\Delta V_{OS}}{\Delta T} \Delta T A_{noise} + \frac{\Delta I_{OS}}{\Delta T} \Delta T R_f \nonumber \]

\[ V_{drift} = 5 \mu V/C^{\circ}\times 55C^{\circ}\times 11+200 pA/C^{\circ}\times 55C^{\circ}\times 10 k \nonumber \]

\[ V_{drift} = 3.025mV+.11mV \nonumber \]

\[ V_{drift} = 3.135mV \nonumber \]

Tenga en cuenta que para este circuito la\(V_{OS}\) deriva es la principal fuente de error. A 80\(^{\circ}\) C, la salida del circuito puede tener hasta\(\pm\) 3.135 mV de error de CC.

Al igual que con los desplazamientos, la deriva es parcialmente una función de la ganancia del circuito. Por lo tanto, los circuitos de alta ganancia a menudo parecen tener una deriva excesiva. Con el fin de comparar diferentes amplificadores, a menudo se usa deriva referida de entrada. Para encontrar deriva referida de entrada, simplemente divida la deriva de salida por la ganancia de señal del amplificador. ¡No uses la ganancia de ruido! De esta manera, tanto los amplificadores inversores como los no inversores pueden compararse en igualdad de condiciones. Para el circuito que se acaba de examinar, la deriva referida de entrada es

\[ V_{drift (input)} = \frac{V_{drift}}{A_v} \nonumber \]

\[ V_{drift (input)} = \frac{3.135 mV}{11} \nonumber \]

\[ V_{drift (input)} = 285 \mu V \nonumber \]

Para muchas aplicaciones, particularmente aquellas que se ocupan principalmente del rendimiento de CA, la especificación de deriva no es muy importante. Un amplificador de comunicaciones, por ejemplo, podría usar un condensador de acoplamiento de salida para bloquear cualquier deriva o compensación para que no llegue a la salida si fuera necesario. La deriva suele ser importante para aplicaciones que involucran CC o frecuencias muy bajas donde los capacitores de acoplamiento no son prácticos.