模电·直接耦合放大电路_直接耦合放大电路的零电漂移现象_048

  工业控制中的很多物理量均为模拟量，如温度、流量、压力、液面、长度等等，它们通过各种不同传感器转化成的电量后也均为变化缓慢的非周期性信号，而且比较微弱，因而这类信号一般均需通过直接耦合放大电路放大后才能驱动负载。

一、零电漂移现象及产生的原因

  人们在实验中发现，在直接耦合放大电路中，即使将输入端短路，用灵敏的直流表测量输出端，也会有变化缓慢的输出电压，如图1所示。这种输入电压$(\Delta uI)$为零而输出电压的变化$(\Delta uO)$不为零的现象称为零点漂移现象。

图1. 零点漂移现象 （a）测试电路 （b）测试结果

  在放大电路中，任何元件参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化、半导体器件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移。在阻容耦合放大电路中，这种缓慢变化的漂移电压都将降落在耦合电容之上，而不会传递到下一级电路进一步放大。但是，在直接耦合放大电路中，由于前后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用信号一起被送到下一级，而且逐级放大以至于有时在输出端很难区分什么是有用信号，什么是漂移电压，导致放大电路不能正常工作。
  采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减小因此而产生的漂移。这样，由温度变化所引起的半导体器件参数的变化就成为产生零点漂移现象的主要原因，因此，也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。以下就温度对晶体管参数的影响进行了分析，这里不再赘述。
模电·放大电路静态工作点的稳定_稳定静态工作点的措施_033
模电·放大电路静态工作点的稳定_典型的静态工作点稳定电路_032
模电·放大电路静态工作点的稳定_静态工作点稳定的必要性_031

二、抑制温度漂移的方法

  对于直接耦合放大电路，如果不采取措施抑制温度漂移，从理论分析上它的性能再优良，也不能成为实用电路。在《模电·放大电路静态工作点的稳定_静态工作点稳定的必要性_031》曾经讲到稳定静态工作点的方法，这些方法也是抑制温度漂移的方法。因为从某种意义上讲，零点漂移就是Q点的漂移，因此抑制温度漂移的方法如下:
  (1)在电路中引入直流负反馈，例如典型的静态工作点稳定电路图2中 $Re$所起的作用。
  (2)采用温度补偿的方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化。例如图2所示电路中的二极管。
  (3)采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”。这个方法也可归结为温度补偿。

图2. 静态工作点稳定电路 （a） 直接耦合电路 （b）阻容耦合电路 （c）图(a)、(b)所示电路的直流通路