OP90是精密低压微功率运算放大器

特征

单/双电源操作：1.6 V至36 V，±0.8V至±18V

真正的单电源操作；输入和输出电压范围包括接地

低电源电流：最大20  A

高输出驱动：5mA最小值

低输入偏移电压：最大150  V

高开环增益：700 V/mV Min

卓越PSRR:5.6  V/V最大值

标准741引脚输出，零位至V–

一般说明

OP90是一种高性能、微功耗运算放大器，从1.6 V到36 V的单电源或从±0.8 V到±18 V的双电源工作。输入电压范围包括负极导轨，允许OP90在单电源操作中向下调节输入信号。OP90的输出摆幅还包括一个接地，当从一个单一的电源运行时，可以实现“零入零出”操作。

OP90的静态供电电流小于20μA，同时能够向负载提供超过5 mA的输出电流。输入偏移电压低于150μV，无需外部调零。增益超过700000，共模抑制优于100db。在电池供电系统中，低于5.6μV/V的电源抑制比将偏置电压变化降至最低。

OP90提供的低失调电压和高增益为微功耗应用带来了精确性能。OP90的最低电压和电流要求适合电池和太阳能应用，如便携式仪器、遥感器和卫星。

引脚连接

OP90–典型性能特征

申请信息

电池供电应用

OP90可以在1.6V的最小电源电压下工作，或者在±0.8V的双电源条件下工作，并且只需要14Pa的电源电流。在许多由电池供电的电路中，OP90可以在需要更换电池之前连续运行数千小时，从而减少设备停机时间和运行成本。

高性能便携式设备和仪器经常使用锂电池，因为与旧的原电池相比，锂电池的保质期长、重量轻、能量密度高。大多数锂电池的标称输出电压为3V，以平坦放电特性著称。OP90的低电源电压要求，加上锂电池的平坦放电特性，表明OP90可以在电池的整个使用寿命内运行。图1显示了为OP90供电的1Ah锂电池的典型放电特性，而OP90反过来又将输出摆幅驱动到100kΩ负载。

输入电压保护

OP90使用PNP输入级，保护电阻与逆变和非逆变输入串联。PNP晶体管的高击穿与保护电阻相结合，提供了大量的输入保护，使得输入可以在任何一个电源之外获得20 V的电压，而不会损坏放大器。

偏移调零

图4中的偏移零位电路提供了6毫伏的偏移调整范围。如图5所示，将100 kΩ电阻器与偏移零位电位计的刮片串联在一起，可将偏移调整范围减小到400μV，建议用于需要高零位分辨率的应用。偏移零位不会影响TCVOS性能。

测试电路

单电源输出电压范围

在单电源操作中，OP90的输入和输出范围包括接地。这允许真正的“零入零出”手术室输出级提供主动下拉至离地0.8伏左右。低于此水平时，需要高达1 MΩ的负载电阻才能将输出拉低至零。

在从地到0.8 V的范围内，OP90的电压增益等于数据表规格。输出电流源能力在包括接地在内的整个电压范围内保持。

应用

电池供电参考电压

图6中的电路是一个电池供电的基准电压，它只消耗17μa的电源电流。在这个水平上，两个AA细胞可以在18个月内为这个参考提供能量。当输出电压为1.23 V@25°C时，在工业温度范围内，基准漂移仅为5.5μV/°C。负载调节为85μV/mA，线路调节为120μV/V。

基准源的设计基于带隙技术。电阻R1和R2的缩放会在Q1和Q2产生不相等的电流。由此产生的VBE失配在R3上产生温度比例电压，进而在R4和R5之间产生更大的温度比例电压。这个电压出现在与Q1的VBE相加的输出端，Q1的温度系数相反。在25°C时将输出调整到1.23 V，可产生最小的温度漂移。带隙基准可以有启动问题。在R1和R2没有电流的情况下，OP90超出了正输入范围限制，并且具有未定义的输出状态。将引脚5（偏移调整引脚）短路到地上，在这些条件下迫使输出高，确保可靠启动，而不会显著降低OP90的偏移漂移。

单运放全波整流器

图7显示了一个全波整流电路，该电路可提供高达±2.5 V的输入信号的绝对值，即使是从单个5 V电源供电。对于负输入，放大器充当单位增益反相器。正信号迫使运算放大器输出接地。1N914二极管反向偏压，信号通过R1和R2到达输出端。由于输入阻抗的不对称性取决于输出阻抗。对于恒定负载阻抗，可通过降低R2来校正。第二个OP90可以缓冲变化或重负载。图8显示了带有4vp-p，10hz输入信号的全波整流器的输出。

2线4毫安至20毫安电流变送器

图9中的电流变送器提供4毫安至20毫安的输出，输出电压与输入电压成线性比例。变送器的线性度超过0.004%，线路抑制为0.0005%/volt。

电流变送器的偏置由REF-02EZ提供。OP90EZ调节输出电流，以满足非换向节点的电流总和：

对于图9所示的值，

输出满标度为20毫安，输入为100毫伏。R2的调整将提供偏移微调，R1的调整将提供增益微调。这些微调不相互作用，因为OP90的非转换输入位于虚拟地面。肖特基二极管，D1，防止输入电压尖峰拉低非反转输入超过300毫伏的逆变输入。如果没有二极管，这种尖峰会导致OP90的相位反转，并可能导致发射机锁死。该电路的柔度从10伏到40伏。电压参考输出可提供高达2毫安的传感器励磁。

微功率压控振荡器

两个OP90与一个廉价的四元CMOS开关组合构成图10所示的精密VCO。该电路提供三角形和方波输出，仅从一个5V电源中提取50μA的电流。A1充当积分器；S1对称地切换充电电流，产生正、负斜坡。积分器以A2为界，A2作为施密特触发器，精确滞后为1.67V，由电阻R5、R6和R7以及相关CMOS开关设置。A1的输出是一个三角波，上下电平分别为3.33V和1.67V。A2的输出是一个方波，几乎有轨对轨摆动。如图所示，操作频率由以下等式给出：

但这很容易通过改变C1来改变。电路在几百赫兹以下工作良好。

微功率单电源仪表放大器

图11中的简单仪表放大器提供超过110分贝的共模抑制，并且只吸收15μA的电源电流。反馈给微调管脚，而不是反向输入。这使得单个放大器能够提供不同于单端的转换，具有优异的共模抑制能力。仪表放大器的失真是差分对的失真，因此电路仅限于高增益应用。在2.5v的输出范围内，当增益为500～1000时，非线性度小于0.1%。电阻器R3和R4设置电压增益，并在显示的值下产生1000的增益。仪表放大器的增益温度仅为50 ppm/°C。

偏移电压低于150μV，漂移低于2μV/°C。OP90的输入和输出电压范围包括负轨，允许仪表放大器提供真正的“零输入、零输出”操作。

单电源电流监测器

电流监测基本上包括放大电阻上的电压降，电阻与被测电流成一系列。困难在于，只有很小的电压降是可以容忍的，而低精度运算放大器则大大限制了整体分辨率。图12中的单电源电流监测器的分辨率为10μa，能够监测30 mA的电流。可通过改变电流检测电阻器R1来调整该范围。在测量系统总电流时，可能需要在最终结果中包括电流监测器的电源电流，该电流监测器绕过电流检测电阻器。

通过调整偏移微调电位计R2，可以测量和校准该电流（连同剩余偏移）。这会产生一个与温度有关的故意偏移。然而，OP90的供电电流也与温度成正比，这两种效应往往轨道电流在R4和R5中，也绕过R1，可以通过增益微调来解释。

外形尺寸

尺寸单位为英寸和（mm）。