運算放大器關(guān)斷引腳具體做什么工作?
任何在其模擬電路設(shè)計中使用現(xiàn)代單通道運算放大器的人都熟悉 5 個有源器件引腳:2 個輸入、2 個電源引腳和 1 個輸出。這 5 個引腳適用于眾多使用運算放大器的應(yīng)用。接下來的一類器件具有第六工作引腳功能。大多數(shù)情況下該附加引腳可發(fā)揮關(guān)斷作用,或者整好相反,可作為器件的啟用引腳。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/283824.htm下圖顯示的是包含關(guān)斷功能的OPA320S。
那么,這個關(guān)斷/啟用引腳具體應(yīng)該做什么呢?
通常,關(guān)斷引腳的目的是關(guān)斷放大器功能并降低其功耗。在運算放大器關(guān)斷時,它就進(jìn)入非工作模式,在該模式下靜態(tài)電流 (Iq) 可降低很多個數(shù)量級。
以上所示 OPA320S CMOS 運算放大器支持 1.5mA 典型 Iq,采用 3.3V 電源供電。其工作狀態(tài)下的功耗為 4.95mW。然而在關(guān)斷模式下,典型 Iq 降低至 0.1uA,而功耗則降至 330nW,功耗降低比為 15,000:1。
關(guān)斷/啟用引腳可在兩個模式間實現(xiàn)輕松切換,我們只需在目標(biāo)模式所需的引腳上提供正確的電壓等級即可。圖中給出了使用單個 Vs+ 電源時 OPA320S 的關(guān)斷/啟用電壓等級。
用戶所遇到的關(guān)斷功能麻煩是假定該放大器除了降低功耗外還應(yīng)該能做別的事。或許最常見的假設(shè)是放大器在輸入輸出上變成了高阻抗模塊,沒有內(nèi)部傳導(dǎo)路徑。另一個假設(shè)是放大器將不會對信號以及直接連接至其引腳的電路產(chǎn)生任何影響。這兩個假設(shè)中的一種或兩種有可能是對的,但如果產(chǎn)品說明書中沒有對放大器在關(guān)斷模式下的特定特性進(jìn)行說明,那可能就不是這樣的!
運算放大器在關(guān)斷模式下的具體行為由電氣設(shè)計決定。
有些具有關(guān)斷功能的運算放大器,因其自身設(shè)計所決定,確實在電氣層面上幾乎從電路中消失。它們消耗極小的電源電流,輸入輸出表現(xiàn)為非常高的阻抗,而且對它們所應(yīng)用的信號只有極少量能通過它們進(jìn)行耦合?!瓣P(guān)閉”引腳對電路信號的影響很小?,F(xiàn)代 CMOS 運算放大器通常就屬于這種情況。
有些運算放大器,尤其是基于雙極型設(shè)計的產(chǎn)品可能具有輸入保護(hù)二極管鉗位。在有大量信號應(yīng)用于放大器輸出而它正處于關(guān)斷模式下時,該二極管鉗位會偏置為“導(dǎo)通”狀態(tài)。在這種情況下,反饋電阻器和二極管可提供一條信號路徑,將信號從輸出端返回至連接到放大器非反相輸入端的任何電路。
例如,OPA211就是一款具有關(guān)斷功能的高精度雙極型運算放大器,在輸入端提供有鉗位二極管保護(hù)功能??赡艹霈F(xiàn)的輸出至輸入信號路徑可參見OPA211產(chǎn)品說明書的圖 45。
盡管在應(yīng)用 dc 電平時,運算放大器在關(guān)斷期間可能幾乎會消失,但應(yīng)用于引腳的 ac 信號則有可能耦合到意想不到的位置,或變得失真。特別是在信號幅值和/或頻率增加時更是如此。每種型號的運算放大器都應(yīng)該在應(yīng)用電路中評估,以直接觀察其關(guān)斷模式表現(xiàn)。
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