Напряжение смещения нуля ОУ (Vos): что это и как считать

Напряжение смещения нуля

Напряжение смещения нуля — главная постоянная ошибка операционного усилителя: из-за неидеальности входного каскада выход не равен нулю при одинаковых напряжениях на входах. При большом усилении эта ошибка становится заметной.

Обновлено 15 октября 2026 г.Редакция GAW

Напряжение смещения нуля (input offset voltage, V_OS, в отечественной литературе U_см) — постоянное напряжение, которое нужно подать между входами операционного усилителя, чтобы его выход стал равен нулю. Оно возникает из-за несимметрии транзисторов входного каскада и у каждого экземпляра своё, поэтому в даташите приводят типичное и максимальное значение. Смещение ведёт себя как маленький источник напряжения последовательно с неинвертирующим входом.

Ошибка на выходе

Смещение попадает на выход умноженным на шумовое усиление каскада — то же, что определяет полосу через произведение усиления на полосу. Вместе с входным током, протекающим через резистор обратной связи R₂:

\Delta U_\text{вых} \approx U_\text{см}\left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right) + I_\text{вх} R_2

Пример: неинвертирующий усилитель с K = 101 (R₁ = 1 кОм, R₂ = 100 кОм).

ОУ	Смещение	Ошибка на выходе	Дрейф
LM358	3 мВ тип., 7 мВ макс.	0,3 В тип., 0,71 В макс.	7 мкВ/°C
OP07C	150 мкВ макс.	15 мВ	0,5 мкВ/°C
OPA2333	10 мкВ макс.	около 1 мВ	0,02 мкВ/°C

Значения — из даташитов TI. Параметры одной модели у разных производителей различаются: у LM358 onsemi типичное смещение 2 мВ при том же максимуме 7 мВ.

Где это важно

Малые постоянные сигналы — термопары, токовые шунты, тензодатчики — усиливают в десятки и сотни раз, и смещение обычного ОУ становится сравнимым с самим сигналом. Для них берут прецизионные ОУ. Как смещение и другие ошибки складываются в измерении тока, показывает калькулятор токового шунта, усиление и номиналы каскада считает калькулятор ОУ, а все параметры операционного усилителя разобраны в статье «Операционный усилитель».

Частые вопросы

Как смещение нуля влияет на выход усилителя?

Оно ведёт себя как маленький источник последовательно с неинвертирующим входом и попадает на выход умноженным на шумовое усиление 1 + R2/R1 — одинаково в инвертирующем и неинвертирующем включении. Усилитель с K = 101 на LM358 при типичном смещении 3 мВ даёт на выходе 0,3 В ошибки, при максимальных 7 мВ — 0,71 В.

Как уменьшить ошибку от смещения нуля?

Взять прецизионный ОУ: у OP07C смещение не больше 150 мкВ, у OPA2333 с автоматической коррекцией — не больше 10 мкВ, и в том же усилителе с K = 101 ошибка будет 15 мВ и около 1 мВ. Если постоянная составляющая сигнала не нужна, ставят разделительный конденсатор, а в измерительных системах смещение можно измерить при нулевом входе и вычесть программно.

Что такое дрейф напряжения смещения?

Изменение смещения с температурой, в мкВ/°C. Его нельзя один раз откалибровать: у LM358 типичный дрейф 7 мкВ/°C — при нагреве платы на 40 °C смещение меняется ещё почти на 0,3 мВ. У OP07C дрейф 0,5 мкВ/°C, у OPA2333 — 0,02 мкВ/°C.