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超精密电阻在运算放大器电路中的应用

时间:2019-06-08 来源: 关键字:转换器   电阻   

一些理想的运算放大器配置通常假设反馈电阻具有完美的匹配特性,而实际情况是电阻的非理想因素会影响各种电路参数如共模抑制比,谐波失真和稳定性。

一个运算放大器是直流耦合高增益电子电压放大设备,通常具有差分输入和单端输出。在该配置里,运算放大器产生了一个输出电位(相对于电路接地),远大于输入终端间的电位差。

精密放大器和模数转换器的实际表现并不能达到理想值的水准,因为电子元器件并非其规格书上所描述的那么完美。经过匹配的网络电阻的精确度远远优于未匹配的分立电阻,保证电阻性能如规格书上描述那样充分适用于精密集成电路。

在电源方案单片集成电路的设计中,我们通常的做法是尽可能准确匹配内部元器件。例如,运算放大器的输入晶体管需要精确匹配来提供低补偿电压。如果我们一定要在运算放大器中使用分立晶体管,我们需要将补偿电压控制在30mV或以上。这还需要准确匹配片内电阻。

 

 

 

 

 

 

图一

反向运算放大器配置

集成差分放大器充分利用了精密片内电阻的匹配和激光调阻技术。这些集成器件的极佳共模抑制表现取决于精心设计的集成电路的准确匹配和温度跟踪。

最终的跟踪增益通过使用密封封装的配对(1:1比例)电阻来实现。这些超精密电阻的温飘在热端或冷端仅0.05ppm/℃,两相邻电阻的跟踪温飘低于0.1ppm/℃。为了实现最佳的跟踪参数,必须使用具有极低绝对温飘(超精密电阻的一大特性)的电阻,可以避免温度差造成的阻值漂移。

多种差分电路的性能都取决于匹配电阻的性能。任何的不匹配都会造成共模误差。共模抑制比是这种电路的一个重要衡量标准,因为它代表的是有多少冗余共模信号将在输出端出现。电路中的共模抑制比可以通过以下公式得到:

CMRR=1/2(G+1)/Δ R/R (其中 G = 增益 [放大系数], R = 阻值 [欧姆])

在差分放大器中使用高匹配度的精密电阻是至关重要的,特别是在一些精密的医疗设备中,如电子扫描显微镜,血细胞计数仪和体内诊断探针。

图 2

 

 

差分放大器

 

换一批

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