THS4271集成電路實(shí)驗特性及其應用

摘要：以TI公司生產(chǎn)的集成運放THS4271為基礎搭建實(shí)驗測試電路，在定義的條件下實(shí)驗，分別測量了運放的輸入失調電壓UIO，輸入失調電流IIO，共模抑制比CMRR，開(kāi)環(huán)差模放大倍數AUd等主要參數。同時(shí)對測量的數據對應的相應的參數進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/THS4271">THS4271的單位增益穩定，低失真，高壓擺率等特性，舉出幾個(gè)應用實(shí)例，來(lái)說(shuō)明其在某些工程領(lǐng)域有一定的應用價(jià)值，供今后的使用者參考。
關(guān)鍵詞：THS4271；集成運放；實(shí)驗；應用

雖然經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，在現代集成電路與系統芯片(Systemon Chip，SoC)中，集成電路運算放大器的應用依然非常廣泛，并往往由應用需要對其性能提出苛刻的要求。因此圍繞高性能集成電路運算放大器的研究經(jīng)久不衰。文中結合實(shí)際項目的需要，對THS4271集成運放的主要參數進(jìn)行了測試，并對結果和其應用進(jìn)行了討論，利于今后實(shí)驗的開(kāi)展，同時(shí)為器件的使用者提供參考。

1 芯片介紹
THS4271是TI公司生產(chǎn)的低噪聲，高壓擺率，單位增益穩定電壓反饋放大器，其設計正常工作電壓范圍是5～15 V。兼有低噪聲，高壓擺率，寬帶寬，低失真以及單位增益穩定的特性，使得THS4271具有高性能的表現。此放大器的使用者可以在一個(gè)較寬的頻帶上獲得實(shí)驗所需的較高的動(dòng)態(tài)范圍，而不必為放大器在失償期間的穩定性擔憂(yōu)。該系列的放大器的封裝形式有SOIC，帶有PowerPAD的MSOP，以及帶PowerPAD無(wú)引線(xiàn)的MSOP。THS4271典型特征參數如表1所示。

THS4271原件形狀，引腳分布及各引腳功能如圖1所示。(其中NC代表懸空)

2 實(shí)驗原理
2．1 輸入失調電壓
理想運算放大器(簡(jiǎn)稱(chēng)運放)的輸入信號為零時(shí)，其輸出直流信號也應該為零。但實(shí)際上如果沒(méi)有外界的調零措施，由于運放內部參數不完全對稱(chēng)，輸出電壓往往不為零。這種輸入為零時(shí)輸出不為零的現象稱(chēng)為集成運放的失調。
在室溫和標準電源電壓下，為了使輸出端的直流電壓為零，必須先在輸入端加一個(gè)直流電壓作為補償電壓，以抵消偏離零點(diǎn)的輸出電壓，而這個(gè)加在輸入端的電壓即被稱(chēng)為輸入失調電壓UIO。顯然，UIO數值越小，說(shuō)明運放的參數對稱(chēng)性越好。
2．2 輸入失調電流
運放的偏置電流是指運放輸入級差分對管的基極電流IB1和IB2，由于晶體管參數的分散性，IB1≠IB2。當輸入信號為零時(shí)，運放的兩個(gè)輸入端的基極偏置電流之差稱(chēng)為輸入失調電流，IIO，即IIO=|IB1-IB2|。顯然，IIO的存在將使輸出端零點(diǎn)偏移，信號源阻抗越高，失調電流影響越嚴重。
2．3 共模抑制比
共模抑制比是用來(lái)表征運放對共模信號抑制能力大小的參數。定義為運放的差模電壓放大倍數Ad與共模電壓放大倍數Ac之比：CMRR=Ad ／Ac；用分貝表示：CMRR=20lg(Ad／Ac)dB。共模抑制比在應用中是一個(gè)很重要的參數，理想運放對輸入的共模信號輸出為零，但在實(shí)際的集成運放中，其輸出不可能沒(méi)有共模信號的成分，輸出端共模信號越小，說(shuō)明電路對稱(chēng)性越好，運放對共模干擾信號的抑制能力越強，即CMRR越大。
2．4 開(kāi)環(huán)差模放大倍數
集成運放在沒(méi)有外部反饋時(shí)的直流差模放大倍數稱(chēng)為開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數，用Aud表示。定義為開(kāi)環(huán)輸出電壓幅值UO與兩個(gè)差分輸入端之間所加信號電壓幅值Uid之比：AUd=UO／Uid。