運(yùn)算放大器必知必會(huì):基本特性與設(shè)計(jì)因素須知

　　圣邦的設(shè)計(jì)改進(jìn)重點(diǎn)在于減少比較器的耗電。微功耗運(yùn)放用作比較器時(shí)在飽和狀態(tài)工作電流有所增加，退出飽和需要較長(zhǎng)時(shí)間，比較器則沒有這些問題。如圖3所示，SGM8701系列微功耗的工作電流穩(wěn)定在300nA附近的極低水平。

　　圖3: SGM8701 系列比較器工作電流。

　　極低功耗比較器可以用于需要潛伏或深度睡眠狀態(tài)的應(yīng)用，例如在待機(jī)期間持續(xù)監(jiān)測(cè)電池電壓和連續(xù)監(jiān)視等待喚醒呼叫等。

無(wú)交越失真運(yùn)算放大器

　　與BTL和C類放大器的交越失真概念不同，無(wú)交越失真運(yùn)放是相對(duì)于有輸入結(jié)構(gòu)相關(guān)交越失真的滿幅輸入CMOS運(yùn)放提出的。CMOS運(yùn)算放大器具有輸入阻抗高、工作電流低、易實(shí)現(xiàn)滿幅輸出和不需要區(qū)別單雙電源設(shè)計(jì)等突出優(yōu)點(diǎn)，但是其輸入部分柵極與源極之間需要較大壓差，共模輸入電壓范圍小，限制了低工作電壓使用。如圖4所示的互補(bǔ)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)被用于CMOS運(yùn)放以允許滿幅輸入。這種互補(bǔ)雙差分對(duì)結(jié)構(gòu)保證無(wú)論共模電壓是接近正電源，還是接近負(fù)電源，至少有一個(gè)差分對(duì)可以工作。工程現(xiàn)實(shí)無(wú)法保證這兩個(gè)差分對(duì)有完全一致的失調(diào)電壓。輸入共模電壓變化使互補(bǔ)雙差分對(duì)交替工作引起輸入相關(guān)交越失真。

　　圖4: 引起交越失真的互補(bǔ)雙差分對(duì)輸入結(jié)構(gòu)。

　　與輸出圖騰柱結(jié)構(gòu)的輸出交替引起的交越失真不同，輸入相關(guān)的交越失真無(wú)法通過提高開環(huán)增益予以改善。SGM8942通過對(duì)輸入部分偏置結(jié)構(gòu)的改變避免了使用雙互補(bǔ)差分對(duì)結(jié)構(gòu)，是一種新型的無(wú)交越失真滿幅輸入/輸出型運(yùn)算放大器。

　　輸入相關(guān)交越失真僅發(fā)生在同相放大應(yīng)用，如需要高輸入阻抗放大器的駐極體輸出緩沖、壓電換能器的輸出緩沖、PT/CT電量傳感器輸出的緩沖和電位差計(jì)輸出緩沖等。交越失真生成寄生頻譜，或產(chǎn)生虛假微擾動(dòng)。SGM8942成功地應(yīng)用于微弧檢測(cè)、瞬時(shí)功率因數(shù)測(cè)量和電化學(xué)擴(kuò)散電勢(shì)檢測(cè)等對(duì)微擾敏感的應(yīng)用中。

　　高精度運(yùn)算放大器

　　從本征特性看，CMOSFET的穩(wěn)定性和噪聲特性，尤其是1/f噪聲，以及響應(yīng)速度均不及雙極型晶體管;