AD824

1997年7月@新特器件应用单电然俄功耗运算放火器AD820/AD822/AD824岭特点与念周〈国外电子元器件)1997年第7期。。巧、】张5虽摘要:文章介绍了AD820、AD822和AD824运算放大器的主要性能指标及其特点，列举了几个应用例子，并且讨论了应用中几个有关问题。关键词:单电源供电场效应晶体管输入级差积分器陕西英世模拟器件有限公司调电压漂移、低噪声的N沟通结型场效应晶体管输入的运算放大器，因此运算放大器都具有很高的输入阻抗，无论是共模状态还是差动状态，典型值都在1013[2以上，输入电容很小，共模状态、典型值只0.5pf，差动状态的输入电容是2.8pF。AD820、AD822和AD824三种运算放大器都有短路保护功能。当输出错误地与地或者电源输入端短接时，保护器件不受损坏。但是，运算放大器没有过热保护，当器件结温短时间超过最大值时，只要结温下降，仍能恢复正常工作。如果结温长时间超过最大值时，就要永久损坏器件。正常工作时，输入电流极小，均在皮安AD820/AD822/AD824三种运算放大器都是美国模拟器件公司生产的单电源、低功耗、精密场效应输入的运算放大器。采用双电源、工作时，它的输出电压能够达到电源的正负电源电压。这三种运算放大器是属于同一个系列产品，它们的电气性能指标基本相同，所不同的是AD820的芯片内只有一个运算放大器，AD822的芯片内含有二个性能匹配的运算放大器，AD824的芯片内含有四个性能匹配的运算放大器。本文对AD820、AD822、AD824三种运算放大器的主要性能指标及其应用中的一些问题进行讨论，供广大读者参考。1、皿820/PùJ822/PùJ824运算放大器主要特点及主要性能指标'edel--ria-ιtipPE盈悻teEE蟹'妻级。三种运算放大器不仅都是真正的单电源工作，而且在十3V低电压条件时能保持电气性能，因此它们都是电池供电路的首选器件。三种运算放大器都有三种封装形式，分别为塑料双列直插封装、密封陶瓷双列直插封装和表面安装封装OAD820、AD822、AD824三种运算放大部的管脚排列不同，各运算放大器的管脚排列如图(1)所示。2、AD820、朋822和AD824运算放大器的应用Lvd乱叫$3降生由于AD820、AD822和AD824三种运AD820/AD822/AD824三种运算放大器主要特点如下:它们都是同种类型的运算放大器。运算放大器有二种工作电压模式:单电源工作和双电波、工作。单电源工作时，额定工作电压由十3V到+36V，双电源工作时，额定工作电压由1:1.5V到1:18Y。它们的输出电H二摆幅仅比电源电压小lOmYo当采用正负电源电压供电时，输出电压即达到电源电压的正负限((Rail-to-Rail)。当采用单电源供电时，输入信号允许负电压，这样能够获得最大的功态范围。这些运算放大器都是低失调电压、低失单电源低功耗运算放大器PJJ820/PJJ822/PJJ824的特点与应用一39一OUTAa.AD820管脚排列b.AD820管脚排列c.AD824管脚排列4图1AD820、AD822和AD824三运算放大器的节'脚排列图+10V图2单电源电压一频率转换器原理图算放大器的电器性能及电路结构形式相同，因此它们的应用领域是完全相同的。在电池供电的精密仪器、医疗仪器、低功耗参考源和稳压器、有源滤波器、12位到14位的数据采集系统以及光敏二极管的前置放犬器等各个方面都得到广泛的应用O为了能更好地发挥AD820、AD822和AD824的优势，使用时应该注意以下几个问题。1.1输入信号有可能出现大于十Vs时，运算放大器的同相输入端串联一个电阻，典型值为1kO，就能防止输入信号的相位反相，但将产生附加的输入电压噪声。1.2由于运算放大器PJJ820、PJJ822、PJJ824运算放大器输入级采用N沟道的场效应晶体管，在正常工作时，输入电流是负的，电流从输入端流出。如果输入端电压大于十Vs-0.4V时，则使器件内部结点变成正向'偏置，输入电流方向相反。为了防止产生这种现象，使用时要求在输入端串联一个电阻(典型值在lkO-10kO)。同时，该电阻还能起限流作用，防止输入电压大于+Vs+0.3V或者在:tV=0，输入端有输入电压时，使运算放大器的输入电流过大而损坏器件。当输入电压是负电压时，运算放大器允许输入电压小于一Vs极限状态，允许输入电压比一Vs还低20V。因此采用单电源工作模式时，运算放大器的输入端也允许输入负电压信号，而不损坏器件。但是在任何状态，运算放大器的正电源电压值与负信号输入电压幅值的绝对值二者之和不大于36V，就能保证器件正常工作，否则就要损坏器件。在正常工得按35时，输入端的输入电流是皮安级。1.3放大器开环增益特性会随负载状况而变化，当负载电阻超过20kO，运算放大器的输出电压与输入电压之比实际上无变化。如果运算放大器的输出电压过高，因器件输-40一〈国外电子元器件}1997年第7期1997年7月出电压在二个方向中的任何一个达到或大于饱和电压，那么就会在2μs内，输入端恢复到工作区域。AD820、AD822和AD824任何一种运算放大器都能与555定时器组合成一个高精度的电压频率转换器具体电路如图2所示。在图中运算放大器驱动555定时器，产生一个脉宽为tl的稳定脉冲，正向的输出脉冲由R2-C2积分作为运算放大器的一个输入信号，另一个信号就是输入信号飞。这样运算放大器就成为差动积分器，该电路使用5V单电源供电时，供电电流小于lmA，线性误差优于满量程的0.01%0利用AD822运算放大器和AD620仪表放大器能够很方便地组成一个低噪声的双极性电桥驱动器，它的原理图如图3所刁亏。在图中，AD822运算放大器用来驱动3500的单臂惠登斯电桥(WheatstoneBridge),AD822的一个放大器为1.235V小功率基准源、AD589的缓冲器，放大器输出4.5V电压作为A/D转换器的输入信号。AD822中的另一个放大器构成一个单位增益放大器，它产生电桥的另一个输入信号-4.5V电压。电阻R1和R2为电桥激励提供恒定电流。AD620仪表+vs-vs-4.5V+vs回3低噪声双极性电桥驱动器原理图表1;AD820，AD822和AD824运算放大器主要性能指标参数名称AD820AD822AD824失调电压O.4mV0.5mVO.5mV失调电压温度漂移2μV/C2μV/C2μV/-C输入电压器噪声16mV/JHz16mV/Jlli16mV/在孟共模抑制比80dB80dB80dB差动输入阻抗1013/O.5pf1013/O.5pf1013/Ó.5pf共模输入阻抗1013/2.8pf←一一→一一_.1η13/2.8pf1013/2.8pf共模电压范围一15.2~14V一15.2~14V一15.2~14V开环增益2000V/mV2000V/mV单线增益频率1.9孔任1z1.9民征Iz2.0岛任1z转换速率3V//1-'3V/p.s3V/p.s建立时间达到(0.01%)4.5μs4.511-6/1$输入饱和电压VOL-V皿5mV5mV电游、电压(最大值)士18V士18V士18V输人电压(最大值)+Vs+O.2V到一(20V+V,;)+Vs+O.2VfJJ一(20V+Vs)一(Vs+O.2V)fJJVs差动输入电压(最大值)士30V士30V士30V注:表1中的数据都是各运算放大器在士15V电源电压条件下得出的典型值。单电源低功耗运算放大器AD820/AD822/AD824的特点与应用放大器用来决定电桥的差动输出电压。AD620的增益决定于外接电阻匙。由下式计算增益:G=3.9.4K.0.一千Rc由于AÚ820、AD822和AD824具有优异的电气性能，特别是在3V单电源供电时所具有的电流驱动特性，低总谐波失真和噪声的特性，利用一个AD822能够组成高保真的立体声耳机驱动电路c具体电路如图4所示。在电源中糯合电容器采用聚醋薄膜电容器，精合电容500μF，与耳机组成了一个截止频率5Hz的高通滤波器，它确保音频信号全部通过。在1kHz，300mVp-p输出信号时，该电路总谐波失真系数与噪声之和等于-62dB(0.0799.6)0AD820、AD822、AD824运算放大器能够广泛地应用于各个领域i尤其是在单电源供电的条件下，是设计人员和首选器件。参考资料:1、AnalogDeviceIncSinglesllpplyRail-1。一RailLowPowerFET-Input咱ZA4·气j.'1F边边10-斗iMYl.AR95.3比1Fjifij.iP命斗|MYl.AR图43V单电源高保真立体声耳机驱动电路原理图OpAmpDataSheet19962、AnalogDeviceIncDesign-inRef­erenceManual19940编者注:由于篇幅所限，有关的应用例子不再介绍，如需要过一步了解和购买，请与英赛尔器件集团所属各公司联系，联系地址见英赛器件集团的广告。咨询编号:970710.......，-'、.'-~,CONNECTIONDIAGRAMS8-PinPlasticMini-DIP8-PinSOICREV.AInformationfurnishedbyAnalogDevicesisbelievedtobeaccurateandreliable.However,noresponsibilityisassumedbyAnalogDevicesforitsuse,norforanyinfringementsofpatentsorotherrightsofthirdpartieswhichmayresultfromitsuse.NolicenseisgrantedbyimplicationorotherwiseunderanypatentorpatentrightsofAnalogDevices.aSingleSupply,RailtoRailLowPowerFET-InputOpAmpAD820OneTechnologyWay,P.O.Box9106,Norwood,MA02062-9106,U.S.A.Tel:[phone]Fax:[phone]FEATURESTRUESINGLESUPPLYOPERATIONOutputSwingsRailtoRailInputVoltageRangeExtendsBelowGroundSingleSupplyCapabilityfrom+3Vto+36VDualSupplyCapabilityfrom61.5Vto618VEXCELLENTLOADDRIVECapacitiveLoadDriveUpto350pFMinimumOutputCurrentof15mAEXCELLENTACPERFORMANCEFORLOWPOWER800mAMaxQuiescentCurrentUnityGainBandwidth:1.8MHzSlewRateof3.0V/msEXCELLENTDCPERFORMANCE800mVMaxInputOffsetVoltage1mV/8CTypOffsetVoltageDrift25pAMaxInputBiasCurrentLOWNOISE13nV/√Hz@10kHzAPPLICATIONSBatteryPoweredPrecisionInstrumentationPhotodiodePreampsActiveFilters12-to14-BitDataAcquisitionSystemsMedicalInstrumentationLowPowerReferencesandRegulatorsPRODUCTDESCRIPTIONTheAD820isaprecision,lowpowerFETinputopampthatcanoperatefromasinglesupplyof+3.0Vto36V,ordualsuppliesof±1.5Vto±18V.Ithastruesingle