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近来惭愧,请教运放经常遇到的问题

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楼主: gurong60
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对于传统的运放,例如LM358之类的,你看看图,就知道,其差动输入结构是不对称的。

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hzdyl| | 2013-10-5 12:50 | 只看该作者
但对于50,60年代的运放来说,通过电流镜像的方式,大致提供对称的原理,用电流元镜像的确是个方法。虽然并不唯一。

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hzdyl| | 2013-10-5 12:54 | 只看该作者
对于电流镜像来差动放大的电路来说,精度不能很高,就是说,即使双电压供电,输入为GND,也是有输出电压的,就是说,就是碧环放大,也是能够测量出失调电压的。

所以LM358之类的运放,VOs不仅存在,而且,很可能虽然共模电压的变化而变化,过去人们常说,使用+接地的电流反馈型运放是最好的,因为此类运放的共模电压始终为0,而不想电压串联负反馈一样,共模电压一致在变化,从而调节过程不如+端接地的。

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hzdyl| | 2013-10-5 12:57 | 只看该作者
因此。老式的运放,lm324之类的,因为差动的结构使用了电流镜像,所以Vos,未必能够一致,不同的共模电压,可能导致不同的Vos,但VOs只是对于+ 接地的运放,更有效果,因为共模电压一致为0,调节电阻,使得输出电压在Vos时候,为0就可以了。

所以,多于LM358之类的老式运放,电压串联负反馈之类的应用,Vos可能变化,而且过渡过程也不如那个。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:01 | 只看该作者
然而,当今的运放,现代运放,都采用另一种形式,来解决最佳的匹配和对称问题。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:04 | 只看该作者
现代的运放,采用了共模反馈的思想,可以保证最大限度的对称性能,而无需向LM358那样的老式运放一样,靠电流元来镜像了。

过去认为的,+接地的效果更好的方法,未必能够适用于CMFB的运放。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:05 | 只看该作者
CMFB型的运放,差动输入完全对称,如果采用10nM的工艺,那么对称性能,大幅提高,是毫无疑问的。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:05 | 只看该作者
做到Vos几乎为0,的同时,差动放大倍数足够大,怎么也的100db以上才好。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:07 | 只看该作者
需要说明的是,使用10纳米工艺制作2个1mm三极管,比用100纳米制造的2个1mm的三极管,一致性好的多。傻瓜都能理解的道理。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:09 | 只看该作者
CMFB的运放,虽然对称性一流,但FB反馈回带来一些过渡过程中问题,是显然的。所以,使用过程中可能会有点其它问题,虽然可能也并不太严重。毕竟反馈中套反馈不是个easy的问题。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:12 | 只看该作者
需要再次指出的重要一点就是,对于LM358之类的老式运放,+-如何互换的话,会出现严重问题。
并非所有的运放电路,都是把-当作反馈端,例如,使用互补的三极管,就可以导致运放+—的互换,但互换后,放大倍数是严重减小的。

就是说LM358,只有把+作为输入端的时候,放大倍数才是datasheet中给出的,互换,会导致严重缩水。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:12 | 只看该作者
但对于OP07或CMFB的运放来说,+—可以随意互换,而不会出现LM324之类的问题。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:20 | 只看该作者
OP07和CMFB运放,理论上,VOs应该不会随共模输入的变化而变化。
因为对称度已经非常好,Vos也非常小,也未必能虽共模变化而表现的出来。
这很可能是LM358之类的运放的问题。Vos比较大,虽共模电压,可以变化。

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blackspider_e| | 2013-10-5 13:30 | 只看该作者
hzdyl 发表于 2013-10-5 10:53
既然大家都知道LM358是可以单电源供电的,那么这就与OP07之类的非对称供电,从原理上,没有任何区别。只要O ...

大师,在模拟电路中用正常、不正常不合适吧
就如27楼的情况,供电不合适,产生了不能满足设计需求的误差,
这个电路确定也正常工作了,只是不能满足电路设计的目的而已。你觉得该说电路正常还是不正常?

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blackspider_e| | 2013-10-5 13:52 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2013-10-4 23:13
你有实践过吗,你研究过OP07的内部电路吗?非对称电源电源的供电下,IC的基准点就不是地了。如果+VCC=8,和 ...

这里用基准点似乎有点不合适,静态工作点或许用得上,有点像三极管的静态工作点,运放输入极也就是恒流源偏置的差分电路而已
你在你的那个仪表上用的什么运放?

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zyj9490 2013-10-5 22:53 回复TA
号以这个电位作为运放的基准点。这样能够对称运放的性能不下降。 
zyj9490 2013-10-5 22:52 回复TA
我的本意是这样的,如果不管给运放的电源是对称电源还是非对称电源,如果算出对运放的零点相对于外部电源的地电位是什么电位,以后给运放的信 
zyj9490 2013-10-5 22:28 回复TA
OP07 
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xukun977| | 2013-10-5 13:53 | 只看该作者

我还吃醋呢,我还喝酱油喽。。。

我就是干这个行业的,你吹牛往这个上吹,不是撞枪口上去了吗?
在微电子呆过半天的人都知道:失配反比于尺寸,不管是电阻还是各种管子。所以设计时,模拟电路一般都要取最小尺寸的2-3倍,比如0.35工艺,最小尺寸Lmin可取0.7um,只有数字电路追求速度的才一律取0.35um.



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hzdyl 2013-10-5 14:22 回复TA
这里说的是匹配的问题,一致性的问题。显然,尺寸也接近的2个mos,其性能就是越一样,达到了差动放大输入匹配的目的。 
hzdyl 2013-10-5 14:19 回复TA
尺寸越小,切割精度要高,10nm比100nm精度高,10nm切割的MOS,比100nm切割的MOS,误差小10倍 
hzdyl 2013-10-5 14:19 回复TA
沪说,你这都是不懂装懂的柜车! 
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hzdyl| | 2013-10-5 13:54 | 只看该作者
混合模拟电路ADC之类的更多地使用了开关电容方法,一个ADC可以完全由电容组成,所以就是成为了数字电路,可以和触发器一起工作了。
10纳米的切割精度,高于100纳米的。
试想,100纳米制作的2个mos,可能有点不一样大小,但如果用10纳米切割,可以得到10个,但这20个MOS的偏差,缩小到100纳米误差的1/10。所以切割精度高了,匹配一致性也大幅提高了。

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hzdyl| | 2013-10-5 13:58 | 只看该作者
简单地说,100纳米的MOS,制造的大小可能不一样,如果是10%的误差的话,一个MOS可能是110纳米,一个可能是90纳米。

但如果采用10纳米技术,即使误差还是10%,那么各个mos之间的最大误差,也就是2纳米,相对于100纳米技术,精度提高了10倍,MOS之间的一致性大大提高了。

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xukun977| | 2013-10-5 14:00 | 只看该作者

还切割精度呢,照这理论,用电锯切割头发丝,比切割大树精度高。因为头发的直径远小于大树的直径。

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hzdyl| | 2013-10-5 14:02 | 只看该作者
IC的尺寸越小,那么EMC性能就越好,因为分布电感相对于大尺寸的IC来说,大幅度减小了。而且MOS尺寸也非常的接近,相比于大尺寸IC的话。虽然小尺寸的MOS,可能会有其它的问题,但一致性的大幅提高,是毋庸置疑的。

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