LT1884/LT1885：高性能軌到軌輸出精密運(yùn)算放大器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，運(yùn)算放大器的選擇至關(guān)重要，它直接影響著整個(gè)電路的性能和穩(wěn)定性。今天，我們就來(lái)深入探討 Linear Technology 公司的 LT1884/LT1885 雙/四軌到軌輸出、皮安輸入精密運(yùn)算放大器，看看它能為我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)哪些驚喜。

文件下載：LT1885.pdf

一、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

高精度輸入性能

LT1884/LT1885 具有超低的輸入失調(diào)電壓和漂移。以 LT1884A 為例，其最大失調(diào)電壓僅為 50μV，失調(diào)電壓漂移最大為 0.8μV/°C。這意味著在不同的工作溫度環(huán)境下，它都能保持出色的精度，為高精度的信號(hào)處理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，其輸入偏置電流最大為 400pA，能夠有效減少因偏置電流引起的誤差，適用于高阻抗信號(hào)源的放大。

軌到軌輸出擺幅

該運(yùn)算放大器支持軌到軌輸出擺幅，輸出電壓能夠接近電源軌。在單電源或雙電源供電的情況下，輸出電壓可以在負(fù)電源的 40mV 以?xún)?nèi)和正電源的 220mV 以?xún)?nèi)擺動(dòng)，這使得它在低電壓?jiǎn)坞娫磻?yīng)用中表現(xiàn)出色，能夠充分利用電源電壓范圍，提高信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。

快速響應(yīng)和低功耗

LT1884/LT1885 的壓擺率達(dá)到 1V/μs，能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化，實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)的放大。而且，每個(gè)放大器的最大電源電流僅為 1mA，在保證快速響應(yīng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了低功耗的設(shè)計(jì)，非常適合電池供電的系統(tǒng)。

標(biāo)準(zhǔn)引腳排列

雙路的 LT1884 采用 8 引腳 SO 和 PDIP 封裝，四路的 LT1885 采用 14 引腳 SO 封裝，并且都具有標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列。這使得它在 PCB 設(shè)計(jì)中更加方便，易于與其他電路進(jìn)行集成。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

傳感器信號(hào)調(diào)理

在熱電偶放大器、橋式傳感器調(diào)理等應(yīng)用中，需要對(duì)微弱的傳感器信號(hào)進(jìn)行高精度放大。LT1884/LT1885 的低失調(diào)電壓和低偏置電流特性，能夠有效減少信號(hào)調(diào)理過(guò)程中的誤差，提高傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確性。

儀器儀表放大器

在儀器儀表領(lǐng)域，對(duì)放大器的精度和穩(wěn)定性要求極高。LT1884/LT1885 的高增益帶寬積和低噪聲特性，能夠滿足儀器儀表放大器對(duì)信號(hào)放大和處理的要求，為儀器儀表的性能提升提供保障。

電池供電系統(tǒng)

由于其低功耗特性，LT1884/LT1885 非常適合應(yīng)用于電池供電的系統(tǒng)，如便攜式測(cè)量設(shè)備、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)等。在這些系統(tǒng)中，低功耗意味著更長(zhǎng)的電池續(xù)航時(shí)間，提高了設(shè)備的使用便利性。

其他應(yīng)用

此外，LT1884/LT1885 還可用于光電流放大器、精密積分器、精密電流源等應(yīng)用中，展現(xiàn)了其強(qiáng)大的通用性和適應(yīng)性。

三、電氣特性詳解

輸入特性

輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流是衡量運(yùn)算放大器輸入精度的重要指標(biāo)。在不同的溫度范圍下，LT1884/LT1885 都能保持較低的失調(diào)電壓和失調(diào)電流。例如，在 0°C 到 70°C 的溫度范圍內(nèi)，LT1884A 的輸入失調(diào)電壓最大為 50μV，輸入失調(diào)電流最大為 300pA。同時(shí)，輸入偏置電流也非常低，能夠有效減少因偏置電流引起的誤差。

噪聲特性

輸入噪聲電壓和噪聲電流密度是影響放大器噪聲性能的關(guān)鍵因素。LT1884/LT1885 在 0.1Hz 到 10Hz 的頻率范圍內(nèi)，輸入噪聲電壓峰 - 峰值為 0.4μV，在 1kHz 頻率下，輸入噪聲電壓密度為 9.5nV/√Hz，輸入噪聲電流密度為 0.05pA/√Hz。這些低噪聲特性使得它在對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

增益和帶寬特性

大信號(hào)電壓增益和增益帶寬積是衡量放大器放大能力和頻率響應(yīng)的重要指標(biāo)。LT1884/LT1885 在不同的負(fù)載電阻和輸出電壓范圍內(nèi)，都能保持較高的大信號(hào)電壓增益。例如，在負(fù)載電阻為 10kΩ，輸出電壓在 1V 到 4V 之間時(shí)，大信號(hào)電壓增益最小為 500V/mV。增益帶寬積在 20kHz 頻率下為 1.2 - 2MHz，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的頻率響應(yīng)要求。

輸出特性

輸出電壓擺幅和短路電流是衡量放大器輸出能力的重要指標(biāo)。LT1884/LT1885 的輸出電壓擺幅能夠接近電源軌，在不同的負(fù)載電流下，輸出電壓擺幅也能保持較好的性能。例如，在無(wú)負(fù)載情況下，輸出電壓擺幅低至 20mV，高至 270mV。短路電流最大為 30mA，能夠?yàn)樨?fù)載提供足夠的驅(qū)動(dòng)能力。

四、應(yīng)用注意事項(xiàng)

保持輸入精度

為了保持 LT1884/LT1885 的輸入精度，在應(yīng)用電路和 PCB 布局設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

• 避免輸入連接端的溫度差異，因?yàn)闇囟炔町悤?huì)產(chǎn)生熱電偶電壓，影響輸入精度。PCB 布局應(yīng)使放大器輸入引腳的連接盡量靠近，并遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。
• 由于其輸入偏置電流極低，在使用高阻抗信號(hào)源和反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)能夠保持高精度。但需要注意的是，由于采用了片上抵消電路，輸入偏置電流 (I{BIAS}^{+}) 和 (I{BIAS}^{-}) 是不相關(guān)的，因此不建議像大多數(shù)放大器那樣平衡輸入電阻，應(yīng)盡量減小輸入阻抗以降低電路誤差。
• 在高精度、高阻抗電路中，為了防止漏電流影響放大器的低輸入偏置電流特性，應(yīng)在輸入引腳周?chē)O(shè)置保護(hù)環(huán)，并將保護(hù)環(huán)驅(qū)動(dòng)到與放大器輸入相同的共模電壓。

輸入共模范圍

LT1884/LT1885 的輸出能夠接近電源軌，但輸入級(jí)的工作范圍限制在 (V{EE}+0.8V) 和 (V{CC}-0.9V) 之間。如果超出這個(gè)共模范圍，增益會(huì)降為零，但不會(huì)發(fā)生增益反轉(zhuǎn)。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要確保輸入信號(hào)的共模電壓在這個(gè)范圍內(nèi)。

輸入保護(hù)

雖然 LT1884/LT1885 的反相和同相輸入引腳具有一定的片上保護(hù)功能，如 ESD 保護(hù)和電壓鉗位、限流電阻，但如果輸入引腳可能會(huì)受到持續(xù)的高于 10V 的差分電壓，應(yīng)使用外部限流電阻來(lái)防止放大器損壞。例如，在每個(gè)輸入引腳上使用 1kΩ 的電阻可以提供對(duì) 30V 差分電壓的保護(hù)。

容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)

當(dāng)配置為單位增益時(shí)，LT1884/LT1885 能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá) 300pF 的容性負(fù)載。隨著放大器增益的增加，容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力也會(huì)增強(qiáng)。此外，通過(guò)使用小電阻將電容與輸出端解耦，也可以提高容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。

五、封裝信息

LT1884/LT1885 提供了多種封裝形式，包括 8 引腳 PDIP（N8 封裝）、8 引腳塑料小外形（S8 封裝）和 14 引腳塑料小外形（S 封裝）。不同的封裝形式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

六、典型應(yīng)用電路示例

文檔中給出了輸入故障保護(hù)儀器儀表放大器和 16 位電壓輸出 DAC 等典型應(yīng)用電路。這些電路展示了 LT1884/LT1885 在實(shí)際應(yīng)用中的具體連接方式和性能表現(xiàn)，為工程師的設(shè)計(jì)提供了參考。

七、相關(guān)產(chǎn)品對(duì)比

除了 LT1884/LT1885，Linear Technology 公司還有其他相關(guān)的運(yùn)算放大器產(chǎn)品，如 LT1112、LT1114、LT1167 等。這些產(chǎn)品在性能和應(yīng)用上各有特點(diǎn)，工程師可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選擇。例如，LT1881/LT1882 的輸入偏置電流比 LT1884/LT1885 更低，適用于對(duì)輸入偏置電流要求更高的應(yīng)用。

綜上所述，LT1884/LT1885 以其高精度、軌到軌輸出、快速響應(yīng)和低功耗等特性，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)出了卓越的性能。但在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，合理選擇和使用該運(yùn)算放大器，并注意相關(guān)的應(yīng)用事項(xiàng)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。你在使用類(lèi)似運(yùn)算放大器的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。