OPA627、OPA637是精密高速Difet®运算放大器

特征

●极低噪声：10kHz时为4.5nV/√Hz

●快速稳定时间：

—OPA627-550ns至0.01%

—OPA637-450ns至0.01%

●低VOS：最大100μV

●低漂移：最大0.8μV/°C

●低IB:5pA最大值

●OPA627：单位增益稳定

●OPA637：增益稳定≥5

应用

●精密仪器

●快速数据采集

●DAC输出放大器

●光电子学

●声纳、超声波

●高阻抗传感器电流

●高性能音频电路

●有源滤波器

说明

提供了一个新的运算放大器的运算精度和运算放大器。与流行的OPA111运算放大器相比，OPA627/637具有更低的噪声、更低的偏移电压和更高的速度。它适用于范围广泛的精密和高速模拟电路。

OPA627/637采用高速、dielec隔离互补NPN/PNP工艺制造。它工作在广泛的电源电压范围内-±4.5V到±18V。激光微调的Difet输入电路提供了高精度和低噪声性能，可与最好的双极输入运算放大器相媲美。

高频互补晶体管允许增加电路带宽，实现以前精密FET运算放大器无法实现的动态性能。OPA627是统一增益稳定。OPA637稳定的增益等于或大于5。

Difet制造实现了极低的输入偏置电流，而不影响输入电压噪声性能。低输入偏置电流保持在广泛的输入共模电压范围内，具有独特的共源共栅电路。

OPA627/637有塑料浸渍、SOIC和金属TO-99封装。工业和军用温度范围模型可用。

引脚配置

典型性能曲线

除非另有说明，否则在TA=+25°C和VS=±15V时。

应用程序信息

OPA627是统一增益稳定。OPA637可用于在噪声增益大于5的电路中实现更高的速度和带宽。噪声增益是指电路的闭环增益，就好像非反相运算放大器输入被驱动一样。例如，OPA637可用于增益大于5的非反相放大器或增益大于4的反相放大器。

在选择OPA627或OPA637时，必须考虑电路配置的高频噪声增益。带有反馈电容的电路（图1）将运算放大器置于高频单位噪声增益中。这些应用必须使用OPA627以获得适当的稳定性。一个例外是图2中的电路，其中一个小的反馈电容被用来补偿运算放大器逆变输入端的输入电容。在这种情况下，闭环噪声增益与频率保持恒定，因此如果闭环增益等于或大于5，则可以使用OPA637。

偏移电压调整

OPA627/637是激光微调低失调电压和漂移，因此许多电路将不需要外部调整。图3显示了外部电位计的可选连接，以调整偏移电压。这种调整不应用于补偿系统中其他地方（例如在后期放大阶段或a/D转换器中）产生的偏移，因为这可能会导致过度的温度漂移。一般情况下，偏移电压因偏移调整而改变1mV时，偏移漂移将改变约4μV/°C（如图3所示）。

噪声性能

一些双极性运算放大器可以提供较低的电压噪声性能，但电压噪声和偏置电流噪声共同构成了系统的总噪声。OPA627/637在提供非常低的电压噪声和非常低的电流噪声方面是独一无二的。这在广泛的噪声源（包括无功源阻抗）上提供了最佳的噪声性能。这可以从显示源电阻噪声和OPA627噪声的性能曲线中看出。在2kΩ源电阻以上，运算放大器几乎不会产生额外的噪声。在1kΩ以下，运算放大器噪声占电阻器噪声的主导地位，但与精密双极运算放大器相比有优势。

电路布局

与任何高速、宽频带电路一样，精心布局将确保最佳性能。进行短距离直接互连，避免杂散布线电容，尤其是在输入引脚和反馈电路处。

外壳（仅限TO-99金属封装）内部连接至负极电源，因为它与大多数常见运算放大器连接。塑料浸渍、SOIC和TO-99封装的引脚8没有内部连接。

电源连接应采用靠近运算放大器引脚的良好高频电容器进行旁路。在大多数情况下，0.1μF陶瓷电容器就足够了。OPA627/637具有高输出电流（超过45mA）的能力。低阻抗负载或具有快速瞬态信号的电容性负载的应用需要电源提供大电流。更大的旁路电容器，如1μF固体钽电容器，可改善这些应用中的动态性能。

输入偏置电流

OPA627/637的Difet制造提供了非常低的输入偏置电流。由于FET的栅极电流大约每10°C翻一番，为了达到最低的输入偏置电流，芯片温度应尽可能低。因此，芯片627/637的温度越高，静态温度越高。一个简单的压入式散热器，如Burr Brown型号807HS（TO-99金属封装）可将芯片温度降低约15°C，将IB降低到其预热值的三分之一。807HS散热器还可以降低由气流和热电效应引起的低频电压噪声。详见807HS的数据表。

通过将设备焊接到电路板上，可以将塑料浸渍和SOIC封装中的温升降到最低。宽的铜痕迹也有助于散热。

OPA627/637也可以在降低的电源电压下工作，以将功耗和温升降到最低。在1B/15V±5V的情况下，使用该封装的1/3±5V的功率，可将功率的1/3减小到15V±5V。

印刷电路板迹线之间的漏电流很容易超过OPA627/637的输入偏置电流。电路板的“保护”模式（图4）减少了泄漏影响。通过将临界高阻抗输入电路与低阻抗电路连接在同一电位下，泄漏电流将无害地流向低阻抗节点。外壳（仅限TO-99金属包装）内部连接至–VS。

清洁或电流输入不当也可能会导致电流下降。可使用清洁溶剂和去离子水去除零件和电路板上的污染物。每次清洗操作后，应在85°C下烘烤30分钟。

许多FET输入运算放大器的输入偏置电流随输入电压的变化而变化。输入级共源共栅电路使OPA627/637的输入偏置电流随共模电压的变化而基本保持恒定。这是精确的高输入阻抗缓冲应用的理想选择。

倒相保护

OPA627/637具有内部相位反转保护。许多FET输入运算放大器在输入被驱动超过其线性共模范围时会出现相位反转。当输入电压低于-12V时，这在非逆变电路中最常见，导致输出反向进入正极轨道。OPA627/637的输入电路在共模电压过大时不会引起相位反转，因此输出限制在相应的导轨上。

输出过载

当OPA627/637的输入被过度驱动时，OPA627/637的输出电压平滑地限制在ap 近似2.5V的正负电源之间。如果驱动到负摆动极限，恢复大约需要500纳秒。当输出被驱动到正极限时，恢复大约需要6μs。可以使用图5中所示的输出钳位电路来提高OPA627的输出恢复。逆变输入端的二极管可防止输入偏置电流降低。

电容性负载

与任何高速运算放大器一样，通过最小化电容负载可以获得最佳的动态性能。由于负载电容在更高的频率下表现出阻抗的降低，负载电容很容易被慢运算放大器驱动，这会导致高速运算放大器性能不佳。见典型曲线，显示了沉降时间与电容性负载的函数关系。OPA627的较低带宽使其成为驱动大容量电容负载的更好选择。图6显示了一个驱动非常大负载电容的电路。这种电路的两极响应也可以用来大幅限制系统带宽。这对于降低不需要OPA627的全带宽的系统的噪声通常很有用。

输入保护

OPA627/637的输入电压在+VS+2V和–VS–2V之间受到保护。如果输入电压超过这些限制，则应保护放大器。图7a所示的二极管钳位将防止输入电压超过一个正向二极管压降，超出电源在安全范围内的范围。如果输入源可以提供超过保护二极管最大正向电流的电流，则使用串联电阻器RS来限制电流。请注意，增加输入电阻会增加噪声。1kΩ电阻器的4nV/√Hz理论热噪声会增加OPA627/637的4.5nV/√Hz噪声（平方和的平方根），产生6nV/√的总噪声赫兹电阻低于100Ω时，噪音可忽略不计。

保护二极管中的漏电流会增加电路的总输入偏置电流。常用二极管（如1N4148）的规定最大泄漏电流约为25nA，比OPA627/637的输入偏置电流大一千倍以上。这些二极管的泄漏电流通常要低得多，在许多应用中可能足够。光线落在保护二极管的结上会显著增加泄漏电流，因此普通的玻璃封装二极管应该屏蔽环境光。如图所示，使用二极管连接的FET可以实现非常低的泄漏。2N4117A被指定为1pA，其金属外壳将连接处遮光。

有时在逆变放大器的I/V转换器上需要输入保护（图7b）。虽然在正常操作中，求和结处的电压将接近零（等于放大器的偏移电压），但大的输入瞬态可能会导致该节点超出电源超过2V。在这种情况下，应使用接地的二极管线夹保护求和结。即使在求和结处存在低电压，普通信号二极管也可能有过大的泄漏电流。由于这些二极管上的反向电压是箝位的，二极管连接的信号晶体管可以用作廉价的低泄漏二极管（图7b）。

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