CA3140A和CA3140都是运算放大器

CA3140A和CA3140集成电路可操作，结合了高压优势的放大器PMOS晶体管上带有高压双极晶体管

单片单片机。CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器特征栅极保护MOSFET（PMOS）晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗，非常低输入电流和高速性能。 CA3140A和CA3140在4V至36V的电源电压下工作（单一或双重供应）。这些运算放大器内部相位补偿以实现稳定单位增益跟随器操作，另外，具有辅助外部电容器的接入端子如果需要额外的频率滚降。终端也是提供用于需要输入偏移电压的应用归零。在输入端使用PMOS场效应晶体管阶段导致共模输入电压能力下降到负电源端0.5V以下，很重要单一供应应用程序的属性。输出阶段采用双极晶体管，内置保护功能防止负载端子短路造成的损坏供应铁路或地面。CA3140A和CA3140适用于供电电压高达36V（±18V）

特征

MOSFET输入级极高输入阻抗（ZIN）-1.5TΩ（典型值），非常低的输入电流（Il10pA（典型值）。±15V- 宽共模输入电压范围（VlCR） - 可以摆幅低于负电源电压轨0.5V - 输出摆动补码输入共模。

在大多数应用中直接替代741型工业，可提供无铅加退火（符合RoHS标准）。

应用

接地参考单电源放大器

汽车和便携式仪表

采样和保持放大器

长持续时间定时器/多谐振荡器（微秒分钟，小时）

光电流仪表

峰值检测器

有源滤波器

比较器

5V TTL系统和其他低电压接口电源电压系统

所有标准运算放大器应用

函数发生器

音调控制

电源

便携式仪器

入侵报警系统

CA3140引脚

设备设计电气规范，VSUPPLY =±15V，TA = 25oC

设计指导的电气规范在V + = 5V，V- = 0V，TA = 25oC时

CA3140A和CA3140框图

CA3140A和CA3140原理图，示意图

注意：所有电阻值均以欧姆为单位。

如框图所示，输入端子可以是低于负电源轨低压0.5V。二A类放大器级提供电压增益，和a独A类放大器级提供电流增益必须驱动低阻抗负载。偏置电路提供级联恒定电流的控制第一和第二阶段的流动回路。 CA3140包括片上相位补偿电容器足以用于单位增益电压跟随器配置。输入阶段

原理图由差分输入级组成使用PMOS场效应晶体管（Q9，Q10）工作镜像对双极晶体管（Q11，Q12）用作负载电阻器与电阻器R2至R5一起。镜子对晶体管还可用作差分 - 单端转换器为第二级提供基极电流驱动双极晶体管（Q13）。如果需要，偏移归零可以用连接的10kΩ电位器实现端子1和5，其滑块臂连接到端子共源共栅连接的双极晶体管Q2，Q5是输入级的恒流源。基础偏向描述了用于恒流源的电路随后。小二极管D3，D4，D5提供栅极氧化物防止高压瞬变，例如静电。段

CA3140的大部分电压增益由电源提供第二放大器级，由双极晶体管Q13组成及其共源共栅连接负载电阻双极晶体管Q3，Q4。片上相位补偿，C1提供足够的大多数应用程序。额外的米勒效应补偿（滚降）可以通过简单地连接一个小的，在需要时完成端子1和8之间的电容器。端子8也是曾经把输出阶段选为静止状态。什么时候端子8连接到负电源轨（端子4）机械或电气装置，输出端子6摆动低，即大约到4号航站楼的潜力。输出阶段CA3140系列电路采用宽带输出级可以将负载下沉到负电源以补充负电源PMOS输入级在靠近时工作的能力负轨。发射极跟随器级联中的静态电流电路（Q17，Q18）由晶体管（Q14，Q15）建立其基极电流与流过的电流“镜像”偏置路部分中的二极管D2。当CA3140是操作使输出端子6输出电流，晶体管Q18用作源极电流的发射极跟随器从V +总线（7号航站楼），到D7，R9和R11。根据这些在条件下，Q13的集电极电位足够高允许必要的基极电流流向射极跟随器Q17反过来推动Q18当CA3140正在运行时，输出端子6是

电流吸收到V-总线，晶体管Q16是电流下沉元素。晶体管Q16镜像连接到D6，R7，通过Q21，R12和Q20馈电。晶体管Q20，in通过R13，齐纳二极管D8和R14的电流偏置。动态电流吸收器由电压电平感测控制。出于解释的目的，假设输出终端6静止地建立在它们之间的潜在中点处V +和V-电源轨。输出电流下沉模式时需要操作，晶体管Q13的集电极电位为驱动低于其静态水平，从而导致Q17，Q18到降低端子6的输出电压。因此，栅极PMOS晶体管Q21的端子向V-bus移位，从而降低了Q21的沟道电阻。作为一个结果，电流量逐渐增加通过Q20，R12，Q21，D6，R7和Q16的基数。作为一个结果，Q16直接响应从端子6吸收电流Q18引起的输出电压的增量变化。这个无论负载如何，吸收电流;任何多余的电流都是由发射极跟随器Q18内部提供。短路Q19提供输出电路的保护，即通过产生的高压降驱动导通在输出短路条件下跨越R11。根据这些条件，Q19的集电极从Q4转移电流从Q17减小基极电流驱动，从而限制电流在Q18中流向短路负载端子。偏置电路所阶段的静态电流（动态电流除外）接收器中的CA3140取决于R1中的偏置电流。偏置电路的功能是建立和维护恒定电流流过D1，Q6，Q8和D2。 D1是二极管连接晶体管镜与基极并联Q1，Q2和Q3的发射极结。 D1可以被认为是电流采样二极管，用于检测Q6的发射极电流并自动调节Q6的基极电流（通过Q1）通过Q6，Q8，D2保持恒定电流。基地Q2，Q3中的电流也由恒定电流确定D1。此外，二极管连接的晶体管Q2中的电流在晶体管Q14和Q15中建立电流。

典型应用：具有宽动态范围的输入和输出特性最理想的高输入阻抗特性是，通过使用独特的设计在CA3140中实现。在PMOS双极过程中。输入共模电压范围和输出摆动能力是互补的，允许单电源工作电压低至4V。这些参数的宽动态范围也意味着该设备适用于多种单电源应用程序，例如，驱动一个输入的应用程序低于4号航站楼的潜力和相位感必须保持输出信号 - 这是最重要的在比较器应用中的考虑。

输出电路考虑因素：使用可轻松实现与TTL电路的良好连接如图所示，单个6.2V齐纳二极管连接到端子8下图1中。此连接确保最大值输出信号摆幅不会比齐纳更积极。电压减去两个基极 - 发射极之间的电压降CA3140。 这些电压与操作无关电源电压。

图1显示了输出电流的下沉能力CA3140在各种电源电压下。 输出电压摆动到负电源轨允许该设备同时运行，功率晶体管和晶闸管直接无需电平转换电路通常与741系列相关运算放大器。

图2显示了一些典型配置。注意一个两种情况下都使用串联电阻RL来限制驱动可用于驱动设备。此外，建议在晶闸管上使用串联二极管和并联二极管，输入以防止可能出现大的负瞬态浪涌出现在晶闸管的栅极，不会损坏晶闸管集成电路。偏移电压无效通过连接10kΩ可以使输入失调电压无效端子1和5之间的电位计并返回它刮水器臂到端子4，见图3A。这种技术，但是，提供的调整范围比所需的更多因此，相当一部分的电位器轮换没有得到充分利用。串联电阻的典型值（R）可放置在电位器的任一端，参见下图，给出了优化其使用范围电气规格表。另一种系统如图3C所示。这个电路使用只有一个大约该值的附加电阻如表所示。对于电位器，其中在旋转的两端，电阻不会下降到0Ω，a电阻值比电阻值低10％应该使用表格。低压操作可以在低至4V的电源电压下工作与CA3140。基于PMOS的电流调节器阈值电压保持合理的恒定操作当前并因此保一致的性能更低的电压。

低电压限制发生在上半部分，输入共模电压范围向下延伸至电压在4号端子处达到此限制。仅在总电源电压下达到此限制低于4V。输出电压范围也开始向下延伸到负供应轨道，但略高于

输入。图下显示了这些特征并显示了2V双电源，输入共模的下限电压范围低于地电位。