放大器市場(chǎng)與應用發(fā)展趨勢

王勝
　　德州儀器半導體事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展工程師

　　從模擬及混合信號芯片，尤其是放大器類(lèi)產(chǎn)品發(fā)展趨勢來(lái)看，高集成度、兼顧速度與精度、低功耗、較寬的溫度范圍，以及軟件可控等性能，將是未來(lái)各個(gè)模擬器件供應商的新產(chǎn)品呈現的新特點(diǎn)。對于某些中、低端電子產(chǎn)品的成本壓力，使得本土的中小規模IC供應商獲得了良好的發(fā)展機會(huì )，打破歐美供應商一統天下的局面，這也將是包括放大器在內的模擬類(lèi)產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。

　　放大器產(chǎn)品的發(fā)展主要特點(diǎn)如下：(1)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展；(2)放大器類(lèi)產(chǎn)品在電子系統中的作用越來(lái)越重要，不可替代，高精度的放大調條理電路很難集成在處理芯片中；(3)“定制化”需求是放大器的種類(lèi)不斷增加的主要推動(dòng)力之一。

　　工藝方面， BiCom3是TI針對高速度模擬產(chǎn)品而開(kāi)創(chuàng )的工藝，其高電壓版本BiCom3HV為36V Bipolar SiGe工藝，兼顧速度的同時(shí)也可實(shí)現高電壓的應用；HPA07工藝主要應用于高精度模擬類(lèi)產(chǎn)品，應用這一工藝的器件具有高精度，小封裝，高SNR等特點(diǎn)，相似的HPA07HV可兼容36V應用；除了以上具有代表性的工藝外，TI還有LBC工藝，主要特點(diǎn)是高電壓大功率；A035工藝主要應用是高密度器件。

　　高精度運算放大器一般是指失調電壓低于1mV的運放。TI近期推出了一款高精度的運放OPA211，是以BiCom3HV為主要工藝開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。

　　在高速放大器方面， TI能夠應用新的工藝提供針對不同應用的各類(lèi)產(chǎn)品，除了可以提供各類(lèi)電壓反饋型和電流反饋型高速放大器類(lèi)產(chǎn)品以外，還可以提供高速的JFET輸入高速放大器類(lèi)產(chǎn)品，其中包括多種可供選擇型號，如OPA656，OPA657及THS4631等，他們都具有不同的帶寬和壓擺率，不同的穩定增益范圍，包括獨立增益穩定等主要可供選擇的指標，可廣泛應用于測試與計量等寬帶寬高輸入阻抗的應用場(chǎng)合。

　　在高速視頻放大器方面，TI推出了一系列具有靈活可編程及高集成度的放大器類(lèi)產(chǎn)品，例如針對視頻應用的THS73xx系列產(chǎn)品，針對不同的視頻標準要求，其集成了低通濾波器，部分產(chǎn)品具有內部固定增益放大，濾波器帶寬數字可編程選擇，以及輸入耦合方式選擇等性能。

　　隨著(zhù)能源的日益緊張，對于能源效率方面的要求也逐步提高，尤其是對于電池供電系統，功耗的要求更為苛刻，所以未來(lái)對于效率最高的D類(lèi)功率放大器的應用需求也會(huì )逐步增加。但是D類(lèi)功率放大器并不會(huì )完全取代線(xiàn)性放大器，在高端專(zhuān)業(yè)音響中，由于線(xiàn)性放大器的高保真度特點(diǎn)，頂級音響領(lǐng)域還將采用線(xiàn)性放大器產(chǎn)品。但對于需求量很大的中低端市場(chǎng)而言，D類(lèi)功率放大器的市場(chǎng)前景非常樂(lè )觀(guān)。

　　工程師在選擇放大器類(lèi)IC時(shí)，首先要全局考慮整個(gè)系統的性能要求，并充分考慮所要調理或接收的信號特點(diǎn)，同時(shí)還要兼顧系統工作的環(huán)境等因素，尤其是對于工業(yè)應用，這點(diǎn)尤為重要。此外，還應該考慮以下幾點(diǎn)：

　　1.無(wú)論高精度或高速放大器，供電電源一定要有旁路電容，并盡可能把旁路電容靠近放大器的電源引腳放置；

　　2.某些放大器具有最小穩定增益要求，如果所使用的增益低于推薦的最小穩定增益，就有可能產(chǎn)生振蕩。電流反饋放大器，在直接反饋環(huán)路中，不要使用電容或其它非線(xiàn)性元件，尤其對于高速放大器設計時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要；

　　3.在高速應用中，除了帶寬，壓擺率是另外一個(gè)重要指標，高擺幅輸出的信號頻率與SR的關(guān)系為： F = Slew Rate / (0.707 p VoutPP)，設計時(shí)要充分考慮這一因素；

　　4. 為減小輸入偏置電流引起的失調電壓，設計人員應保持運算放大器同相輸入端和反相輸入端的阻抗匹配；

　　5.噪聲因素，需要考慮的噪聲來(lái)源包括：輸入電流噪聲，輸入電壓噪聲，和由增益設置引起的熱噪聲等。尤其對于單電源應用時(shí)，一般電壓很低，為保持系統的信噪比，低電壓使設計人員必須降低噪聲。放大器的設計考慮由很多因素決定，工程師需要根據不同的設計要求，選擇合適的放大器類(lèi)產(chǎn)品。同時(shí)，放大器供應商的技術(shù)服務(wù)與支持可以使工程設計人員達到事半功倍的結果。