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运算放大器必知必会:基本特性与设计因素须知

作者:时间:2012-11-01来源:网络收藏
ACING: normal; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); orphans: 2; widows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  传统工程上对比较器的需要大都被取代或者弱化,如快速渡过逻辑器件的逻辑模糊区、精确幅度甄别和抑制在甄别阈值附近的不定状态输出等。主要因为ADC的普及使用和逻辑I/O的设计改进;无论是在逻辑I/O电路中还是利用运放的轻度正反馈滞回,都可以有效避免逻辑不确定性,而定时抖动特性一直不是比较器的强项。

  圣邦的设计改进重点在于减少比较器的耗电。微功耗运放用作比较器时在饱和状态工作电流有所增加,退出饱和需要较长时间,比较器则没有这些问题。如图3所示,SGM8701系列微功耗的工作电流稳定在300nA附近的极低水平。

  

(电子工程专辑)

  图3: SGM8701 系列比较器工作电流。

  极低功耗比较器可以用于需要潜伏或深度睡眠状态的应用,例如在待机期间持续监测电池电压和连续监视等待唤醒呼叫等。

无交越失真

  与BTL和C类放大器的交越失真概念不同,无交越失真运放是相对于有输入结构相关交越失真的满幅输入CMOS运放提出的。CMOS具有输入阻抗高、工作电流低、易实现满幅输出和不需要区别单双电源设计等突出优点,但是其输入部分栅极与源极之间需要较大压差,共模输入电压范围小,限制了低工作电压使用。如图4所示的互补双差分对结构被用于CMOS运放以允许满幅输入。这种互补双差分对结构保证无论共模电压是接近正电源,还是接近负电源,至少有一个差分对可以工作。工程现实无法保证这两个差分对有完全一致的失调电压。输入共模电压变化使互补双差分对交替工作引起输入相关交越失真。

  

(电子工程专辑)

  图4: 引起交越失真的互补双差分对输入结构。

  与输出图腾柱结构的输出交替引起的交越失真不同,输入相关的交越失真无法通过提高开环增益予以改善。SGM8942通过对输入部分偏置结构的改变避免了使用双互补差分对结构,是一种新型的无交越失真满幅输入/输出型

  输入相关交越失真仅发生在同相放大应用,如需要高输入阻抗放大器的驻极体输出缓冲、压电换能器的输出缓冲、PT/CT电量传感器输出的缓冲和电位差计输出缓冲等。交越失真生成寄生频谱,或产生虚假微扰动。SGM8942成功地应用于微弧检测、瞬时功率因数测量和电化学扩散电势检测等对微扰敏感的应用中。

  高精度运算放大器

  从本征特性看,CMOSFET的稳定性和噪声特性,尤其是1/f噪声,以及响应速度均不及双极型晶体管;



关键词: 运算放大器

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