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電路受益于兩個或兩個以上運放特性的緊密匹配

電子設計 ? 來源:網(wǎng)友電子設計發(fā)布 ? 作者:網(wǎng)友電子設計發(fā)布 ? 2021-11-19 17:22 ? 次閱讀
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有些電路受益于兩個或兩個以上運放特性的緊密匹配,所以,在一個雙通道運放或四通道運放的封裝下,他們特性究竟有多匹配?

在我們precision amplifier E2E forum里最常見的需求就是匹配的失調電壓和失調電壓溫漂。例如,如果您在搭建一個儀表放大器,匹配的運放失調電壓能產(chǎn)生一個接近0的失調。但是實際情況呢? 我們先看Figure1的芯片內部結構。

每個運放都有十分匹配的輸入晶體管對,以此實現(xiàn)放大器的低失調電壓。我們盡可能匹配好這對晶體管(其他成對的原件也是一樣)。圖中所示的四部分交叉連接是最基本的技術——每個晶體管被分成兩部分,A和A’,B和B’,并使得兩個晶體管的幾何中心是同一點?,F(xiàn)在我們使用更精細的方法來混合布局晶體管。術語中稱這些方法為共質心(Common centroid)。

所以,這就是關鍵。我們精心的匹配在IC一側的兩個同中心的輸入級晶體管,殘留下的就是隨機不匹配。是否IC另一側的兩個晶體管會有同樣的隨機失配呢?答案是否定的?;蛟S有其他的因素導致失調特性的匹配,但我們努力排除所有的系統(tǒng)失調來源,所以余下的失配都很可能是隨機的。抱歉,但是失調電壓確實不太可能十分匹配。下圖顯示了我們如何在datasheet里說明這些參數(shù)的:

所以,即使在雙通道運放或四通道運放的封裝下,取決于內部元件匹配的這些參數(shù)也不可能比單運放芯片之間匹配得更好。例如:

失調電壓 — 取決于晶體管對的匹配

失調電壓溫漂 — 取決于晶體管對的匹配

雙極結型晶體管放大器的輸入失調電流 — 取決于晶體管β值的匹配

一些取決于內部元件基本特性的參數(shù),雙通道運放或四通道運放比單通道單運放更匹配,例如:

增益帶寬積——取決于絕對電容值和電流

壓擺率——取決于絕對電容值和電流

無輸入偏置電流消除的雙極節(jié)型晶體管運放的輸入偏置電流

老前輩可能還記得早期雙通道運放就規(guī)定值的百分比來看,也傾向于更加匹配。但這些老片子的性能充其量都很有限。他們是非常簡單的設計,缺少了現(xiàn)已普遍關注的內部元件的匹配,對稱的設計和IC的布局。

責任編輯:haq

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