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[分享] 全面了解使用运算放大器的引脚作用

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2022-6-8
发表于 2018-7-23 14:11:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
任何在其模拟电路设计中使用现代单通道运算放大器的人都熟悉 5 个有源器件引脚:2 个输入、2 个电源引脚和 1 个输出。这 5 个引脚适用于众多使用运算放大器的应用。

接下来的一类器件具有第六工作引脚功能。大多数情况下该附加引脚可发挥关断作用,或者整好相反,可作为器件的启用引脚。下图显示的是包含关断功能的 OPA320S。

那么,这个关断/启用引脚具体应该做什么呢?

1.png
通常,关断引脚的目的是关断放大器功能并降低其功耗。在运算放大器关断时,它就进入非工作模式,在该模式下静态电流 (Iq) 可降低很多个数量级。
以上所示 OPA320S CMOS 运算放大器支持 1.5mA 典型 Iq,采用 3.3V 电源供电。其工作状态下的功耗为 4.95mW。然而在关断模式下,典型 Iq 降低至 0.1uA,而功耗则降至 330nW,功耗降低比为 15,000:1。

关断/启用引脚可在两个模式间实现轻松切换,我们只需在目标模式所需的引脚上提供正确的电压等级即可。图中给出了使用单个 Vs+ 电源时 OPA320S 的关断/启用电压等级。

用户所遇到的关断功能麻烦是假定该放大器除了降低功耗外还应该能做别的事。或许最常见的假设是放大器在输入输出上变成了高阻抗模块,没有内部传导路径。

另一个假设是放大器将不会对信号以及直接连接至其引脚的电路产生任何影响。这两个假设中的一种或两种有可能是对的,但如果产品说明书中没有对放大器在关断模式下的特定特性进行说明,那可能就不是这样的!

运算放大器在关断模式下的具体行为由电气设计决定。

有些具有关断功能的运算放大器,因其自身设计所决定,确实在电气层面上几乎从电路中消失。它们消耗极小的电源电流,输入输出表现为非常高的阻抗,而且对它们所应用的信号只有极少量能通过它们进行耦合。

“关闭”引脚对电路信号的影响很小。现代 CMOS 运算放大器通常就属于这种情况。

有些运算放大器,尤其是基于双极型设计的产品可能具有输入保护二极管钳位。在有大量信号应用于放大器输出而它正处于关断模式下时,该二极管钳位会偏置为“导通”状态。

在这种情况下,反馈电阻器和二极管可提供一条信号路径,将信号从输出端返回至连接到放大器非反相输入端的任何电路。

例如,OPA211 就是一款具有关断功能的高精度双极型运算放大器,在输入端提供有钳位二极管保护功能。可能出现的输出至输入信号路径可参见 OPA211 产品说明书的图 45。

尽管在应用 dc 电平时,运算放大器在关断期间可能几乎会消失,但应用于引脚的 ac 信号则有可能耦合到意想不到的位置,或变得失真。

特别是在信号幅值和/或频率增加时更是如此。每种型号的运算放大器都应该在应用电路中评估,以直接观察其关断模式表现。

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发表于 2018-8-29 23:10:48 | 显示全部楼层
放大器原理设计蛮难的
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