特定功能的放大器產(chǎn)品改善系統(tǒng)能力

　　運(yùn)算放大器 (Op Amp) 已經(jīng)出現(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)間了，實(shí)際上比半導(dǎo)體集成電路出現(xiàn)的時(shí)間都長(zhǎng)。即使這樣，IC 設(shè)計(jì)師仍然繼續(xù)創(chuàng)新，以開發(fā)更小、更快、更準(zhǔn)確和功率更低的運(yùn)算放大器。也許更有意義的是，在集成度更高的 IC 產(chǎn)品中，運(yùn)算放大器正越來越多地用作基本構(gòu)件，而且每種 IC 產(chǎn)品都以特定種類的應(yīng)用為目標(biāo)。大多數(shù)電氣工程師對(duì)于某些基于放大器的產(chǎn)品是熟悉的。作為基于運(yùn)算放大器的集成電路產(chǎn)品，比較器、儀表放大器和差分放大器得到了廣泛采用。這些產(chǎn)品執(zhí)行了有用的功能，而且一般情況下，與相同的分立運(yùn)算放大器電路相比，前者執(zhí)行任務(wù)更快、更準(zhǔn)確，使用的電路板空間也更少。本文專門討論幾類高速放大器產(chǎn)品，這些產(chǎn)品能提高新的儀表、醫(yī)療和通信應(yīng)用的性能。這些產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)化，以提供分立運(yùn)算放大器電路不具備的功能和性能優(yōu)勢(shì)

　　全差分高速放大器

　　隨著信號(hào)帶寬增加，放大和驅(qū)動(dòng)這些信號(hào)的挑戰(zhàn)也增加了，尤其是需要數(shù)字化信號(hào)時(shí)，更是這樣。高速流水線型 ADC 顯現(xiàn)復(fù)雜的容性負(fù)載，需要在不給信號(hào)增加顯著噪聲或失真的條件下驅(qū)動(dòng)這樣的負(fù)載。大多數(shù)高速 ADC 如今都采用差分輸入，以在一個(gè)有限的輸入電壓范圍 (由于半導(dǎo)體工藝幾何尺寸的日益縮小所致) 內(nèi)實(shí)現(xiàn) SNR 的最大化。

　　傳統(tǒng)上，一直用高速開環(huán) RF 型放大器驅(qū)動(dòng)這些 ADC。但是一般情況下，這些放大器是單端的，需要大量功率，并要求一個(gè) 5V 至 12V 的電源。最近，已經(jīng)開發(fā)了全差分放大器，這些放大器以高速度驅(qū)動(dòng) ADC，并實(shí)現(xiàn)了卓越的噪聲和失真性能。這些放大器常常用先進(jìn)的互補(bǔ)雙極型硅鍺 (SiGe) 工藝制造。因?yàn)殒N原子比硅原子大，所以給不同的硅工藝有選擇地增加一些鍺可在硅材料的晶體結(jié)構(gòu)中引起壓力。這種壓力實(shí)際上導(dǎo)致有益的電氣特性，可制造出更快的晶體管。LTC6404 就是這樣一個(gè)硅鍺全差分放大器。這個(gè)放大器可以用來驅(qū)動(dòng)差分信號(hào)，或?qū)味诵盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖 1 所示。LTC6404 針對(duì)信號(hào)帶寬從 DC 直到 10MHz 的 14 位和 18 位應(yīng)用。對(duì)于高達(dá) 10MHz 的輸入信號(hào)而言，它實(shí)現(xiàn)了好于 90dB 的失真和不到 1.5nV/√Hz 的噪聲，從而使該器件非常適用于高性能儀表。任何放大器的關(guān)鍵內(nèi)部組件都是其補(bǔ)償電路，該電路設(shè)定保持該器件穩(wěn)定的最低增益。IC 設(shè)計(jì)師可以在較低增益時(shí)的穩(wěn)定性和較高頻率時(shí)的更好性能之間權(quán)衡。LTC6404 有 3 種版本：?jiǎn)挝辉鲆婵煞€(wěn)定的 LTC6404-1、去補(bǔ)償?shù)?LTC6404-2 和 LTC6404-4，LTC6402-2 和 LTC6404-4 分別以 2 和 4 的最低增益實(shí)現(xiàn)了更高的速度和更好的失真特性。LTC6404 用 2.7V 至 5.25V 的單電源工作，提供軌至軌輸出，允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)師最大限度地?cái)U(kuò)大輸出擺幅。還提供一個(gè)更寬溫度范圍 (-40℃至 125℃) 的 LTC6404 版本，以用在堅(jiān)固的儀表應(yīng)用中。