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高精度CMOS运算放大器LMC6062/6082及其使用HighAccuracyCMOSOperationalAmplifierLMC6062/6082andI

高精度CMOS运算放大器LMC6062/6082及其应用HighAccuracyCMOSOperationalAmplifierLMC6062/6082andI

摘要:LMC6062/6082是一种高精度、高输入阻抗的CMOS型运算扩大器,文中介绍了它的特色、电气特性及运用中的一些技术问题,并给出了它的三个运用实例。

关键词:CMOS运算扩大器;LMC6062/6082;特色

1. LMC6062/6082的特色

LMC6062/6082是国家半导体公司出产的双CMOS运算扩大器。以往的CMOS运算扩大器因为输入偏置电压较高,不适合用于要求高精度的场合。但是LMC6062/6082的优秀性能使它能与高精度的双极型运放相匹敌,然后大大地拓宽了CMOS运放的运用规模。

LMC6062/6082最大额外电压为16V,可在5~15V单电源下作业。也可在正、负电源供电情况下运用,选用正、负极电源时的电源电压规模为±2.5~±7.5V。

IC选用DIP/SOP8脚封装,其引脚摆放如图1所示,它的电气特性如表1所列。特色如下:

·输入偏置电压小。LMC6062的输入偏置电压为100μV;LMC6082的输入偏置电压为150μV。优于以往的高精度双极型运算扩大器。假如要比这一数值更佳,则需求运用斩波器型运算扩大器。

·输入偏置电流极小。因为是CMOS输入,因此偏置电流十分小,仅为了充沛发挥LMC6062/6082运放的效果,关于如此小的输入偏置电流,有必要充沛留意运放的装置工艺。另需留意,假如因为不小心用于触及了IC组件引脚,或由外部对IC引脚施加了机械力,将导致漏电流的添加。

·可获得等于电源电压的输出起伏。因为输出级也为CMOS电路,因此能够获得近似V+~V-的输出起伏。实践上输出级多少存在一些剩余电压,但仅为几十毫伏罢了。

·低功耗。关于LMC6062,当为5V,为0V时,其耗费电流仅32μA.因此,它十分适合在电源电压为5V的情况下作业,是电池供电的最抱负的运算扩大器。但是,LMC6062的低功耗是以献身作业速度和带宽为价值的,当上述两点为电路的主要矛盾时,应改用LMC6082。

2. LMC6062/6082的运用办法

运算扩大器的特性越是优秀,在运用上越是需求加以留意。下面介绍一下LMC6062/6082运用时的几个留意事项。

2.1输入端的处理

因为LMC6062/6082的输入偏置电流很小,且输入电阻很高。因此它常常被运用于高输入阻抗的电路中。但假如咱们装置时不留意,尽管从电路自身来说它是一个高输入阻抗的电路,但是实践制造成的电路却有或许难以到达那样高的输入阻抗。

在图2所示的同相扩大电路中,理论上的输入电流只等于IC的偏置电流,但实践上存在着一个从同相输入端通过印制板面活动漏电流,这样就存在一个比IC的偏置电流大得多的电流在活动。如印制板间的漏电阻为

,一般咱们以为这一个值已是经相当大了。而当输入电压Vin=1V时,其漏电流约为1pA,这一数值却是IC偏置电流10fA的100倍。

在电路装置时最基本的一条是要防止发生这一类漏电流。从抱负化视点来讲,将简单发生漏电流的电路部分用悬空配线的办法是最好的挑选。假如不能做到这一点。则可运用聚四氟乙烯塑料作为中继过渡接点的支点。

别的一种处理办法是用IN一端(反相输入端)的电路来围住IN+端(同相输入端)的电路,如图3所示。这样IN-端和IN+端之间的电位差因为虚拟短路的建立而能够把它看成为0V,所以即便IN+端和IN-端之间存在着漏电阻,漏电流仍可等于零。

别的,还可依据不同电路来规划不同的的围住办法,关键是要用同电位的低阻抗电路来进行环围。

印制板的资料也是至关重要的,尽管上面没有特别涉及到这一点。但原则上要运用玻璃环氧为资料制造的印制板。假如运用廉价的酚醛树脂印制板,则将会使漏电流添加。

2.2输入电容的补偿

当输入电流十分小时,要有效地运用本运放的特性,需将反应电阻Rf设置得较大。图4所示的电路是将光敏二极管的输出电流进行电压交流的电路,光敏二极管的结电容附加在运算扩大器的反相输入端和地之间。此刻应考滤印制板上寄生电容的影响,咱们把这些电容归结为CIN。CIN的存在将会引起运放作业的不安稳,严峻时将使电路发生振动。

为了消振,可把电容Cf并联到Rf上,其容量的挑选应满意Rg为从扩大器反相输入端看出去的信号源内阻。对反相扩大电路来说,信号源内阻和输入电阻的总和为Rg,这时CIN等于反相输入端与地之间的容量。但是,实践上Rg和未必能预先知道,调试时能够用试探法来改动Cf的容量,直到使输出脉冲不发生上冲和振动。Cf过大虽不会呈现振动,但将使波形的上升沿变坏,因此应在这一监界点邻近重复调整,直至挑选一个最佳的Cf容量。

2.3堵塞问题

运用CMOS集成电路时,因为结构上的原因,电路发生堵塞是一个令人感到困惑的问题。因为某些原因,当一个超越电源电压的信号叠加到输入端后,即便尔后去掉这一叠加电压,只需没有堵截电源,一个大电流将继续地在电路中活动,而这一电流或许终究导致集成电路的损坏。为此,当输入、输出外部引出端将遭受无法意料的高电压或浪涌冲击时,有必要串接电阻或加接箝位二极管来维护集成电路。串接电阻一般不存在什么问题,加接箝位二极管时因为集成电路的偏置电流十分小,反相电流就不能疏忽,因此无法发挥本%&&&&&%输入偏置电流十分小的特色。

3.LMC6062/6082的运用电路

3.1高输入阻抗丈量扩大器

丈量扩大器一般要求具有较高的输入阻抗,因此运用LMC6062/6082是最合适的。图5是丈量扩大器的一个实例,它是最大极限地发挥了本%&&&&&%CMOS高输入阻抗特色的扩大器电路,该电路的电压扩大倍数为100倍左右。用A1、A2构成差动输入/差动输出扩大器,由A3将差动信号变换成一般的单端信号。本电路处在线性扩大作业状况,当正、负输入端都参加信号时,输出信号即A3的输出为:

3.2超低频正弦波振动电路

文氏桥振动器是正弦波振动电路中的一种比较有名的振动电路。用一般的运算扩大器构成超低频振动电路时,假如文氏桥的电阻获得过大,从减小运放偏置视点来说是不抱负的,而大容量的电容器因为漏电流等影响也不宜运用。但当运用CMOS输入电路时,即便运用较大的电阻也彻底不存在什么问题。图6所示为振动频率为0.1Hz的正弦波振动电路。

正弦波振动电路中的一个难点是振幅控制电路(从输出端反应到反相输入端的反应电路)。特别是在这样一类超低频振动的场合,因为一般选用的是二极管整流型电路,因此其振动到达安稳需求通过较长的时刻。假如,则振动到达安稳将需求几十秒的时刻,这在实用上令人无法忍受。因此,可在某种程度上献身一点失真度而选用限幅器电路的方式,这样因为不接入时刻常数电路,然后使振动立刻就能进入安稳状况。

3.3超低频有源滤波器

LMC6062/6082的另一位运用是运用它的偏置电流十分小的特色,在超低频规模内引进截止频率这一概念组成的有源滤波器电路。

图7是一个截止频率等于0.1Hz的低通滤波器电路.从电路结构上来看,它同以往的某些有源滤波器没有什么两样,所不同的是电阻的阻值巨细不一样。图中因为运用了曾经无法运用的高阻值电阻,因此不需求选用大容量的%&&&&&%器来完成超低频的截止频率。

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