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运算放大器的选择

时间:03-18 来源:德州仪器 点击:

正器件往往也具有较低的漂移。尽管器件的数据表有时并未提供所使用的晶体管工艺的相关信息,但仍然能够从其较大的输入偏置电流(一般为1nA或更大)识别出双极型晶体管。CMOS型晶体管的输入偏置电流为几十皮安。

  为了获得最佳的精度,自动置零或"斩波器"(chopper)型放大器实现了极低的失调电压和漂移。由于它们采用了对运算放大器中的不平衡进行连续校正的技术,因此可在很宽的温度范围内保持接近于零的失调电压,实际上具有了抗老化能力(失调电压随时间的变化很慢)。

  失调是另一个起因是放大器的输入偏置电流。它经常被错误地当作是"输入阻抗",但实际上是在输入终端中流动的这个相对较小的输入偏置电流。

  输入偏置电流是流入或流出运算放大器两个输入终端的较小电流。当该电流流经源电阻和反馈网络时,它就会产生失调电压和漂移。

  CMOS和FET输入运算放大器能够将输入偏置电流减小至几乎可以忽略不计的水平。这样,在温度保持中等水平的条件下,只有阻抗非常高的特殊应用才会受到影响。由于CMOS和FET输入运算放大器的输入偏置电流会随着温度的上升呈指数增加(一般是温度每升高10℃,输入偏置电流便加倍),因此,应核对指示输入偏置电流随温度的变化情况的性能曲线图。

  低噪声

  许多高性能应用都要求低噪声。在运算放大器的噪声规格中,设计师们往往只把注意力放在了"电压噪声"上,
他们认为电压噪声是产生放大器噪声的主要根源。然而,运算放大器的总体噪声性能取决于各噪声源(电压噪声和电流噪声)的综合作用。运算放大器的电流噪声在经过电路阻抗时会产生电压噪声。而且,电阻器本身还具有一个与其阻值的方根成正比的固有热噪声。

  对低噪声的追求可能会使设计师走入歧途。噪声最低的运算放大器采用的是双极型输入晶体管(而不是CMOS型或JFET型晶体管),为此付出的代价是噪声电流有所增加。为了得到低噪声电压的好处,就必须保持较低的电路阻抗。

  封装类型

  制造商能否提供单通道、双通道和四通道型号这一点不应被忽视。不断变化的系统要求有可能使最完备的计划被取消,从而迫使设计师改变信号通道的配置或数量。

  许多运算放大器系列均提供了全部三种封装型式,从而为设计提供了最大的灵活性。电路板布局的约束条件也会令最初的设计方案被迫改弦更张。四通道器件给人的最初印象似乎是效率最高,但它们往往会使电路板布局的复杂程度大为增加。

  各种新型封装的电路板占位面积正在日益缩小。单通道运算放大器可采用SOT23封装以及结构相似但外形更加小巧的SC70封装,双通道器件有SOT23-8封装,采用WCSP芯片级封装的运算放大器的占位面积更小。在着手寻找运算放大器之前,应该先检查一下制造能力,因为现有设备未必能处理所有的封装型式。

TI公司 TADIJA JANJIC,BRUCE TRUMP

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