Texas Instruments OPAx328運算放大器是針對極低噪聲和寬帶寬進行了優(yōu)化的單通道和雙通道精密低壓CMOS運算放大器。OPAx328具有零交叉失真的線性輸入級，能夠在整個輸入范圍內(nèi)提供 120dB（典型值）的出色共模抑制比 (CMRR)。該器件的輸入共模電壓范圍在正負(fù)電源軌基礎(chǔ)上向外擴展了100mV。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments OPAx328運算放大器數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI OPAx328運算放大器采用TI專有的e?trim?運算放大器技術(shù)，實現(xiàn)了超低失調(diào)電壓和低輸入失調(diào)電壓漂移的獨特組合，無需任何輸入切換或自動歸零技術(shù)。低噪聲 (6.1nV/√Hz) 和高速運行特性（40MHz，30V/μs）使OPAx328非常適合驅(qū)動采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。此外，OPAx328也是高阻抗輸入單電源應(yīng)用的理想選擇。

特性

• 精確，零交叉失真：
  • 低失調(diào)電壓：50μV（最大值）
  • 高CMRR：120dB
  • 軌到軌I/O
• 寬帶寬：40MHz
• 低輸入偏置電流：1pA（最大值）
• 低噪聲：6.1nV/√Hz（10kHz時）
• 壓擺率：30V/μs
• 0.01%快速穩(wěn)定時間：180ns
• 單電源電壓范圍：2.2V至5.5V
• 單位增益穩(wěn)定

框圖

OPAx328精密運算放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的OPAx328系列是新一代精密、低電壓CMOS運算放大器，包含單通道OPA328和雙通道OPA2328兩個型號。該系列器件采用創(chuàng)新的e-trim?技術(shù)，在2.2V至5.5V(±1.1V至±2.75V)電源范圍內(nèi)提供卓越的直流精度和40MHz帶寬性能，特別適合驅(qū)動高分辨率ADC和光電檢測應(yīng)用。

二、核心特性

1. 超精密性能

• ?超低失調(diào)電壓?：典型值僅±3μV(最大±50μV)
• ?零交越失真?：線性輸入級實現(xiàn)120dB典型CMRR
• ?低溫漂?：±0.15μV/°C(最大±1μV/°C)

2. 高速響應(yīng)能力

• ?增益帶寬積?：40MHz(G=100時)
• ?壓擺率?：30V/μs
• ?建立時間?：0.18μs(0.01%精度)

3. 低噪聲設(shè)計

• ?電壓噪聲?：6.1nV/√Hz @10kHz
• ?電流噪聲?：0.125pA/√Hz @10kHz
• ?0.1-10Hz噪聲?：僅3μVpp

4. 靈活電源配置

• 單電源工作：2.2V至5.5V
• 雙電源工作：±1.1V至±2.75V
• 靜態(tài)電流：3.8mA/放大器(典型值)

三、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 真軌到軌輸入架構(gòu)

OPAx328采用獨特的電荷泵技術(shù)生成比正電源高1.6V的內(nèi)部供電軌，使單個PMOS輸入對管能在(V-)-0.1V至(V+)+0.1V范圍內(nèi)保持線性，徹底消除了傳統(tǒng)互補輸入級的交越失真問題。

2. e-trim?校準(zhǔn)技術(shù)

通過晶圓級修調(diào)實現(xiàn)超低失調(diào)電壓，無需自動歸零或斬波技術(shù)，避免了這些技術(shù)帶來的噪聲和瞬態(tài)響應(yīng)問題。

3. 增強型保護設(shè)計

• 輸入過壓保護(達電源軌±0.3V)
• 無相位反轉(zhuǎn)特性
• 輸出短路保護(持續(xù)耐受)

四、典型應(yīng)用電路

1. 雙向電流檢測電路

?設(shè)計要點?：

• 采用差分放大結(jié)構(gòu)，利用一個放大器作為檢測，另一個提供基準(zhǔn)電壓
• 公式：VOUT = (ILOAD×RSHUNT)×(R4/R3) + VCC×(R6/(R5+R6))
• 推薦使用0.5%精度的分流電阻
• 在1A滿量程時，RSHUNT應(yīng)≤100mΩ

?性能指標(biāo)?：

• 檢測范圍：-1A至+1A
• 輸出范圍：110mV至3.19V(3.3V供電時)
• 線性誤差：<0.1%(使用0.1%匹配電阻)

2. 光電二極管跨阻放大器

?設(shè)計公式?：

1. 反饋極點設(shè)置：1/(2πRFCF) = GBW/(4πRFCD)
2. 帶寬計算：f-3dB = GBW/(2πRFCD)

?布局建議?：

• RF應(yīng)采用低寄生電容的SMD電阻
• CF包含RF的0.2pF寄生電容
• 單電源應(yīng)用時可通過+IN引腳施加偏置

3. ADC驅(qū)動電路

?優(yōu)勢體現(xiàn)?：

• 10mV輸出擺幅余量確保滿量程輸出
• 低噪聲特性提升SNR
• 快速建立時間匹配高吞吐率ADC

五、PCB設(shè)計指南

1. ?電源去耦?：
   • 每個電源引腳放置0.1μF陶瓷電容
   • 電容距離器件<3mm
   • 采用X7R/X5R介質(zhì)材料
2. ?熱管理?：
   • WSON封裝熱阻θJA=50.3°C/W
   • 需通過散熱過孔連接至地平面
   • 功耗計算：PD=(VIN-VOUT)×IOUT
3. ?信號布線?：
   • 輸入走線遠離電源線
   • 反饋電阻靠近放大器放置
   • 敏感節(jié)點采用保護環(huán)設(shè)計

六、選型對比

七、行業(yè)應(yīng)用方案

1. ?醫(yī)療設(shè)備?：
   • 患者監(jiān)護儀ECG前端
   • CT/PET掃描儀信號調(diào)理
   • 血氧傳感器TIA電路
2. ?工業(yè)系統(tǒng)?：
   • PLC模擬輸入模塊
   • 位置傳感器接口
   • 氣體分析儀信號鏈
3. ?通信設(shè)備?：
   • 光模塊接收端
   • 基站功率檢測
   • 微波信號調(diào)理

八、設(shè)計注意事項

1. ?容性負(fù)載驅(qū)動?：
   • 單位增益下穩(wěn)定驅(qū)動100pF
   • 需串聯(lián)10-50Ω電阻改善較大容性負(fù)載響應(yīng)
2. ?噪聲優(yōu)化?：
   • 反饋電阻值≤10MΩ
   • 采用T型網(wǎng)絡(luò)替代超大反饋電阻
   • 保持光電二極管反向偏置
3. ?熱考慮?：
   • 高溫環(huán)境下需降額使用
   • 多通道應(yīng)用注意功耗累積
   • 避免結(jié)溫超過125°C