2.1.5 两级放大器的系统失调电压
在设计两级放大器时，如果设计者不加以注意，有可能会导致系统输入失调电压。实际上，这是许多应用在集成电路产品中的原型设计碰到的问题。为了搞清楚为什么有必要要保证没有系统输入失调电压，考虑如下图中的两级放大器，当输入差分电压为0时（即\(V_{in}^+=V_{in}^-\)），第一级的输出电压\(V_{GS7}\)应该使得电流\(I_{D7}\)与偏置电流\(I_{D6}\)相等。
\(V_{GS7}\)的值应该由下面的公式给出：
当输入差分电压为0时，\(Q_3\)和\(Q_4\)的漏极电压由于对称性而相等。因此第一级的输出电压\(V_{GS7}\)还满足：
这是必要的使得\(I_{D7}\)等于\(I_{D6}\)的电压值，换而言之，根据\((2.1.72)\)，如果没有达到这个值，那么第二级（\(Q_6\)和\(Q_7\)）的输出将会由于该级的高增益而被夹到正轨或者负轨。而\(Q_4\)的栅源电压为：
结合\((2.1.74)\)，\((2.1.73)\)，\((2.1.72)\)，有：
即：
即\(Q_4\)的电流密度与\(Q_7\)的电流密度相等，从而保证他们有着相同的过驱动电压。
因此：
因此我们可以得出无输入失调电压的必要条件是：
注意这个分析忽略了源极跟随器级的存在，以及任何p沟道晶体管和n沟道晶体管输出阻抗中的不匹配。幸运的是，这些效应只会对失调电压造成很小的影响，主要满足\((2.1.78)\)，失调电压只会在\(5mV\)甚至更小的电压内。
例题：
考虑上文中的放大器，其中\(Q_3\)和\(Q_4\)的宽度修改为\(10\mu m\)，并且我们希望输出级的偏置电流为\(400\mu A\)，求出\(Q_6\)和\(Q_7\)的新尺寸，要求没有系统失调电压。
解答：
由于\(I_{D6}\)已经决定了输出级的偏置电流，并且其是\(I_{D5}\)的两倍，因此其宽度也应该是\(W_5\)的两倍，从而：
对于\(Q_7\)我们应用\((2.1.78)\)，就有：