采用小尺寸封装的零漂移运算放大器系列具有 3μV 最大直流偏移和 30nV/°C 最大漂移

简介 LTC2050、LTC2051 和 LTC2052 是单路、双路和四路零漂移运算放大器，分别采用 SOT-23、MS8 和 GN16 封装。 可用的最小零漂移运算放大器，它们占用最小的电路板空间，同时提供当前可用的最低输入偏移（最大 3μV）和偏移漂移（最大 30nV/°C）。 此外，它们在 2.7V 至 ±5V 的宽电源范围内工作。 它们具有轨到轨输出，可以将小至 1k 的负载驱动到任一电源轨，并且它们的输入范围从负电源到通常小于 1V 的正电源。 具有不妥协 CMRR 的扩展输入共模范围在室温下，输入共模电平处于中等电源时，这些部件通常具有 0.5μV 的输入参考偏移，并保证小于 ±3μV。 为了在共模输入范围内确保这种 DC 精度，LTC2050/LTC2051/LTC2052 在从负电源到正电源轨的典型值在 0.9V 以内的宽范围内具有异常高的 CMRR，如图 1 所示。例如，作为输入在整个 5V 共模范围内变化，输入参考偏移的变化通常小于 0.4μV。 类似的 PSRR 水平（通常每伏电源变化小于 0.1μV 的偏移）和接近零的温度漂移确保在整个电源电压和商业温度范围内偏移不超过 5μV。     图 1. 具有 1k 负载的 DC CMRR 与输入共模轨至轨输出驱动器的关系 LTC2050/LTC2051/LTC2052 在驱动电阻性负载提供或吸收高达 5mA 的电流时保持其 DC 特性。 图 2 显示了运算放大器的轨到轨摆幅与输出电阻负载的关系。 对于 1k 或 5k 负载，输出通常分别在轨的 100mV 或 30mV 内摆动。     图 2. 输出电压摆幅与负载电阻的关系 时钟馈通和输入偏置电流几乎被消除 LTC2050 系列使用自动调零电路来实现其零漂移偏移和其他 DC 规格。 用于自动归零的时钟通常为 7.5kHz。 在自动调零运算放大器（如 LTC2050/51/52）中有两种类型的时钟馈通。 第一个是由内部采样电容器的建立引起的。 该时钟馈通的输入参考幅度与输入源电阻或增益设置电阻无关。 图 3 显示了 LTC2050 的输出频谱，闭环增益为 101，R2 = 100k，R1 = RS = 1k。 在 1kHz 时有一个小于 7.5μVRMS 的残余时钟馈通，输入参考。 这种非常低的时钟馈通是在 LTC2050/LTC2051/LTC2052 中通过内部电路实现的，该电路改善了内部自动归零存储电容器的稳定。     图 3. 增益为 101 的输出频谱； R2 = 100k，R1 = RS = 1k 时钟馈通的第二种形式是由连接到运算放大器输入端的内部 MOS 开关的电荷注入引起的。 当运算放大器输入的源电阻很小（即图 1 中的 R3 和 RS 很小）时，这些电流尖峰在输出中并不明显。 图 4 显示了 LTC2050HV 在增益为 101、5V 电源和负电源（地）处的输入共模电平下工作的输出。 迹线 A 显示源电阻 (RS) 为 1k 时的输出，而迹线 B 显示 RS = 100k 时的输出。 输入开关的电荷注入出现在高输入电阻情况下。 然而，电荷注入电流（即输入偏置电流）的平均值小于 15pA，如图 5 所示。因此，即使源电阻为 100k，图 4 中的尖峰，迹线 B 也可以减少到 1.5以 μV 输入为基准的 DC，R2 上有一个反馈电容器。     图 4. 增益为 101 的输出； VS = 5V，R2 = 100kΩ，R1 = 1kΩ，V– 输入共模； 走线 A：RS = 1kΩ，走线 B：RS = 100kΩ     图 5. 输入偏置电流与输入共模电压 (LTC2050HV) 高电阻桥式放大器应用 零漂移放大器的一个非常常见的应用是放大来自差分电阻桥的信号，如图 6 所示。增益为 2R2/R，其中R 是电桥电阻。 在桥电阻较高的应用中，运算放大器的输入偏置电流会导致误差。 采用 5V 电源时，LTC2050HV 在中等电源时通常具有 5pA 的输入偏置电流（见图 5）。 因此，由于输入偏置电流和电桥电阻，高达 100k 的电桥电阻造成的额外偏移小于 1μV。     图 6. 典型差分桥式放大器 超低 VOS 漂移、低噪声复合放大器 LTC2050 系列放大器在 DC 和 1.5Hz 之间具有大约 10μV 的峰峰值噪声。 如果应用需要较低的噪声但需要 LTC2050 的 DC 性能，则图 7 所示的复合放大器可能是解决方案。     图 7. 零漂移、低噪声复合运算放大器 LT1677 是一款低噪声轨至轨输入和输出运算放大器，可在非常宽的电源范围 (3V 至 ±15V) 内工作。 LTC2050HV 形成的积分器通过 LT1677 的偏移调整引脚将复合放大器的偏移归零。 由此产生的失调和漂移是 LTC2050HV 的，但噪声接近 LT1677 的噪声（约 100nV 峰峰值，DC 至 10Hz）。 根据显示的值，预热时间约为 8 秒。 负电源电流监视器 图 2051 显示了 LTC2051 用于检测负电源中的电流。 LTC1 的低失调允许使用一个非常小的检测电阻器 RS。 使用 MXNUMX 将输出电平转换为地。     图 8. 负电源电流监视器 结论 LTC2050/LTC2051/LTC2052 系列零漂移运算放大器比具有 DC 规格的任何其他运算放大器提供更小的封装。 此外，它们是第一个在单 2.7V 电源上运行的产品，但能够在更高的 ±5 电源下运行。

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