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AD8021是一款性能极高的电压反馈放大器

时间:2019-6-21, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

AD8021具有极高的性能和高速性能电压反馈放大器,可用于16位分辨率系统。它设计为具有低电压和低电流工作时噪声(典型值为2.1 nV /√Hz,典型值为2.1 pA /√Hz)在最低静态电源电流(7 mA @±5 V)之间今天的高速,低噪声运算放大器。 AD8021可以工作在±2.25 V至±12 V的宽范围电源电压范围内以及5 V单电源,非常适合高速,低功率仪器。输出禁用引脚允许进一步将静态电源电流降至1.3 mA。

特征

低噪声

2.1 nV /√Hz输入电压噪声

2.1 pA /√Hz输入电流噪声

定制补偿

从G = -1到G = -10的恒定带宽

高速

200 MHz(G = -1)

190 MHz(G = -10)

低电量

5 V电源典型值为34 mW或6.7 mA

输出禁用功能,1.3 mA

低失真

-93 dBc二次谐波,fC = 1 MHz

-108 dBc三次谐波,fC = 1 MHz

直流精度

1 mV最大输入失调电压

0.5μV/°C输入失调电压漂移

宽电源范围,5 V至24 V

低价

小包装

提供SOIC-8和MSOP-8

应用

ADC前置放大器和驱动器

仪表前置放大器

有源滤波器

便携式仪器仪表

线路接收器

精密仪器

超声信号处理

高增益电路

AD8021连接图

AD8021允许用户选择增益带宽最适合应用的产品。使用单个电容器,用户可以使用补偿AD8021获得所需的增益带宽的小额折衷。AD8021表现良好对于1 V步进,放大器在23 ns内稳定至0.01%。它有一个快速过载恢复50 ns。

AD8021在温度范围内稳定,输入失调低电压漂移和输入偏置电流漂移,0.5μV/°C和10 nA /°C,分别。AD8021还能够驱动75Ω线路具有±3 V视频信号。AD8021技术优越,价格相当高比同类放大器低得多的静态当前。AD8021是一款高速通用放大器,适用于各种增益配置,可以使用整个信号处理链和控制回路。该AD8021提供标准8引脚SOIC和MSOP封装封装工业温度范围为-40°C至+ 85°C。

小信号频率响应图

AD8021输入由二极管保护。限流电阻是不习惯保持低噪音。如果差分输入超过±0.8 V,则

输入电流应限制在±10 mA。强调高于绝对最大额定值下列出的值可能会对设备造成永久性损坏。这是一种压力仅评分;这些或任何设备的功能操作其他条件高于运营中指出的条件不暗示本规范的部分。暴露于绝对长期最高评级条件可能会影响设备可靠性。最大功率耗散可以安全消散的最大功率AD8021受结温升高的限制。塑料的最大安全结温封装器件由玻璃化转变决定塑料的温度,约150°C。暂时超过此限制可能会导致参数性能发生变化由于包装对模具施加的应力的变化。超过175°C的结温延长期间可能导致设备故障。虽然AD8021具有内部短路保护功能,但可以不足以保证在所有条件下都不超过最高结温(150°C)。确保正确操作,有必要观察最大值功率降额曲线。

最大功耗与温度1图

引脚配置图

典型的电压反馈运算放大器是频率稳定的使用固定内部电容CINTERNAL,使用主极点补偿。对于一阶近似,电压反馈运算放大器具有固定增益带宽积。例如,如果对于G = +1的增益,其-3 dB带宽为200 MHz;获利G = +10,其带宽仅约20 MHz。 AD8021是一个电压反馈运算放大器,其最小CINTERNAL约为1.5 pF。通过添加外部补偿电容,CC,用户可以规避固定增益带宽限制其他电压反馈运算放大器。与具有固定补偿的典型运算放大器不同。

AD8021允许用户:

最大化放大器带宽以实现闭环增益1到10之间,避免通常的带宽损失和转换率。

优化带宽和阶段之间的权衡特定应用的保证金。

匹配具有不同噪声增益的增益模块中的带宽,例如在设计差分放大器时(如下图所示)

上图58是AD8021的增益和相位图为教学目的而简化。上图中的箭头A.显示带宽约为200 MHz,相位裕度为当期望的闭环增益为G = +1和时,约为60°为外部补偿电容选择的值是CC = 10 pF。如果增益改为G = +10且CC固定为然后(如预期的典型运算放大器)10 pF,带宽为

降级到大约20 MHz,相位裕度增加到90(箭头B)。但是,通过将CC降低到0 pF,带宽并且相位裕度返回到大约200 MHz和60°(箭头C),分别。 此外,压摆率急剧增加,因为它与CC的倒数大致不同。

下图提供了各种增益和相应增益下的补偿电容的推荐值压摆率,带宽和噪声。注意的是。的值补偿电容取决于电路噪声增益,而不是电压增益。如下图所示,噪声增益GN为运算放大器增益模块等于其同相电压增益,无论它是否实际用于反相或同相增益。

通过AD8021,可以进行各种权衡以微调其动态性能。有时带宽更多特定收益需要或转换率。减少补偿电容增加由于相位裕度减小而带宽和峰值。另一方面,如果需要更多的稳定性,增加补偿电容会降低带宽增加相位裕度。与所有高速放大器一样,寄生电容和放大器周围的电感会影响其动态响应。通常,输入电容(由于运算放大器本身,以及PC板)具有显着的效果。反馈电阻与输入电容一起可以起作用失去相位裕度,从而影响高频率响应。电容器(CF)并联用反馈电阻可以补偿这种相位损耗。此外,与源串联的任何电阻都会产生电阻具有输入电容的极点(以及阻尼高电平)由封装和电路板电感引起的频率共振和电容),还必须注意,增加电阻值会增加放大器的整体噪声和减少反馈因此,电阻值会增加输出级的负载增加失真。使用禁用功能当引脚8(DISABLE)高于引脚1(LOGIC参考)大约2V或更多,该部分是启用。当引脚8降至约1.5 V时在Pin 1中,该部分被禁用。有关完全禁用和,请参阅表1

启用电压电平。如果未使用禁用功能,则引脚8可以连接到VS或逻辑高电平源,引脚1可以连接到接地或逻辑低。或者,如果引脚1和引脚8不是连接后,该部件处于启用状态。

AD8021采用第二代Analog产品制造器件专有高压超快速互补双极(XFCB)工艺,可以构建PNP和3N区域具有相似fT的NPN晶体管。该晶体管与衬底介电隔离(和彼此),消除寄生和闩锁问题由结隔离引起的。它还可以降低非线性电容(失真源)并允许更高的晶体管fT,对给定的静态电流。电源电流被削减,这导致带宽,转换的部件间差异减少速率,失真和稳定时间。AD8021输入级由一个NPN差分对,其中每个晶体管工作在a0.8 mA集电极电流。这允许输入设备很高跨导;因此,AD8021具有低输入噪声2.1 nV /√Hz@ 50 kHz。输入级驱动折叠的共源共栅它由一对PNP晶体管组成。折叠的共源共栅和电流镜提供差分到单端信号电流的转换。然后这个电流驱动高电流阻抗节点(引脚5),CC外部电容为连接的。输出级保持这种高阻抗电流增益为5000,这样AD8021可以保持高电平即使在重载时也能实现开环增益。输入端的两个内部二极管钳位(引脚2和引脚3)保护输入晶体管免受大电压的影响否则会导致发射极基极击穿,从而导致偏移电压和输入偏置电流的降低。


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