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精密微功率单电源运算放大器OP777、OP727和OP747介绍

2020-9-8 17:47:20  230 运算放大器
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特征
低偏移电压:最大100 V
低输入偏置电流:最大10毫安
电源操作:3.0 V至30 V
双电源操作:1.5 V至15 V
低电源电流:最大300 A/A
单位增益稳定
无相位反转
应用
感应(分流)
线路或电池供电仪表
遥感器
精密过滤器
与LT1013兼容的OP727 SOIC引脚
一般说明
OP777、OP727和OP747是精密单、双和四轨到轨输出单电源放大器,具有微功率操作和轨对轨输出范围。这些放大器提供了优于工业标准的OP07±15 V电源的性能,并提供了真正的单电源运行到3.0 V的进一步优势,以及比任何其他高压精密双极放大器更小的封装选项。输出稳定,电容负载超过500 pF。在5V时,每个放大器的电源电流小于300μA。500Ω串联电阻器保护输入,允许输入信号电平比正电源高出几伏而无相位反转。
这些放大器的应用包括线路供电和便携式仪器、遥感器信号调节和精密滤波器
OP777、OP727和OP747在扩展的工业(–40°C到+85°C)温度范围内指定。OP777,单,有8线MSOP和8线SOIC封装。OP747,quad,有14线TSSOP和窄14线SO封装。TSSOP和MSOP封装中的表面安装设备仅提供磁带和卷盘。
OP727,双,有8线TSSOP和8线SOIC封装。OP727 8线SOIC引脚配置不同于标准8线运算放大器引脚。
功能框图


注:此引脚配置不同于标准8-引线运算放大器引脚。

典型性能特征–OP777/OP727/OP747

基本操作
OP777/OP727/OP747放大器使用精密双极PNP输入级与高压CMOS输出级合。这使得该放大器具有一个输入电压范围,其中包括负电源电压(在单电源应用中通常为接地),并且在输出轨的1 mV范围内摆动。此外,输入电压范围扩展到正极电源轨的1V范围内。外延PNP输入结构提供高击穿电压、高增益和与“达林顿”输入级放大器相当的输入偏置电流图,但没有缺点(即输入电压范围、偏移、漂移和噪声的严重惩罚)。PNP输入结构也大大降低了噪声,减少了直流输入误差项。
电源电压
放大器完全采用单一的5V电源,由于设计和工艺创新,还可以在3.0V至30V的电源电压下工作。这允许在当前工业实践中使用的大多数分体式电源进行操作,与传统的分离电源放大器相比,具有输入和输出电压范围大幅度增加的优点。OP777/OP727/OP747系列规定了(VSY=5 V,V–=0 V,VCM=2.5 V,最适合单电源应用。当PSRR为130db(0.3μV/V)且CMRR为110db(3μV/V)时,电源或共模电压对偏移的影响最小。双电源,±15 V操作也完全规定。
输入共模电压范围
OP777/OP727/OP747的额定输入共模电压从负电源扩展到正电源1V以内。然而,放大器仍然可以在输入电压略低于VEE的情况下工作。在图2中,OP777/OP727/OP747被配置为一个差分放大器,在输入端施加3.0v的单电源和负直流共模电压。然后将400 mV p-p输入应用于非转换输入。从下图可以看出,输出没有显示任何失真。微功率操作是通过使用大的输入和反馈电阻来维持的。

输入过压保护
当一个放大器的输入超过一个二极管下降到以下V形或V CC以上,大电流将分别从基板(V-)或正极电源(V+)流向输入引脚,从而破坏器件。对于OP777/OP727/OP747,等于电源电压的差分电压不会引起任何问题(见图3)。OP777/OP727/OP747内置500Ω内部限流电阻,与输入串联,以将损坏的可能性降至最低。最好将流入输入的电流保持在5 mA以下。在此背景下,还应注意的是,输入晶体管的高击穿消除了放大器输入之间的钳位二极管的必要性,这是许多精密运算放大器必须具备的特性。不幸的是,这种钳位二极管严重干扰了许多应用电路,如精密整流器和比较器。OP777/OP727/OP747系列不受此类限制。

反转相位
当一个或两个输入被强迫超出输入共模电压范围时,许多放大器会出现故障。阶段反转的典型特征是放大器的传递函数有效地逆转了其传输极性。在某些情况下,这可能会导致伺服系统锁定,并可能导致永久性损坏或不可恢复的参数转移到放大器。许多放大器采用补偿电路来对抗这些影响,但有些只对逆变输入有效。此外,许多这样的方案只适用于供电轨以外几百毫伏左右的电压。OP777/OP727/OP747有一个保护电路,当一个或两个输入被强制超出其输入共模电压范围时,可防止相位反转。不建议将部件连续驱动超过轨道3 V。

输出级
CMOS输出级具有出色的(并且相当对称)输出驱动,并且在轻负载的情况下,实际上可以在两个电源轨的1mV范围内摆动。这比类似的具有(所谓)轨间双极输出级的放大器要好得多。OP777/OP727/OP747在电压跟随器配置中是稳定的,在单电源操作中对低至地面1毫伏的信号作出响应。

输出短路
OP777/OP727/OP747系列放大器的输出受到保护,以防电源电压意外短路,前提是长期不超过最高模具温度(见绝对最大额定值部分)。高达30毫安的电流不会造成任何损坏。
低压侧电流监测仪
在长期的设计中,晶体管的可靠性是一个很大的工作重点,保证了电路在大范围内的可靠性。因此,在这些设计中,监控和限制设备功耗是最重要的。图7显示了一个5V单电源电流监测器的示例,该监测器可并入具有折叠限流功能的电压调节器或具有撬杆保护的大电流电源的设计中。该设计充分利用了OP777延伸到地面的共模范围。电流在电源回路中被监控,其中0.1Ω并联电阻器RSENSE产生非常小的电压降。通过Q1的反馈,逆变端的电压与非逆变端的电压相等,Q1是2N2222或等效的NPN晶体管。这使得R1上的电压降等于RSENSE上的电压降。因此,通过Q1的电流与通过RSENSE的电流成正比,输出电压由下式得出:

R2上的电压降随着IL的增加而增加,因此VOUT随着感应到的更高的电源电流而减小。对于显示的元件值,返回电流为1A时,VOUT为2.5 V。

OP777/OP727/OP747在许多桥梁应用中非常有用。图8显示了一个单电源电桥电路,其输出与电桥的分数偏差()成线性比例。注意=ΔR/R。

在双电源可用的系统中,图9中的电路可用于检测与电桥的分数偏差线性相关的电桥输出。

单个电源电流源如图10所示。大电阻用于维持微功率运行。输出电流可以通过改变R2B电阻来调节。合规电压为:

使用一个OP727放大器的单电源仪表放大器如图11所示。对于真差R3/R4=R1/R2。直流条件下电路的共模抑制比公式为:CMRR=20×log(100/(1–(R2×R3)/(R1×R4))。通常根据电阻与电阻的百分比不匹配来指定电阻网络的精度。我们可以重写CMRR方程来反映这个CMRR=20×log(10000/%不匹配)。高共模抑制比的关键是一个电阻网络,从电阻比和相对漂移的角度来看,它们是匹配良好的。应注意的是,电阻器的绝对值及其绝对漂移并不重要。匹配是关键。CMRR为100 dB,电阻网络不匹配0.1%。为了使CMRR最大化,其中一个电阻如R4应该被修整。更紧密的匹配两个运算放大器在一个封装(OP727)提供了一个显着的提高性能超过三倍运算放大器配置。

外形尺寸


王栋春 2020-9-8 22:48:27
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