特定功能的放大器產品改善系統能力

　　運算放大器 (Op Amp) 已經出現很長時間了，實際上比半導體集成電路出現的時間都長。即使這樣，IC 設計師仍然繼續創新，以開發更小、更快、更準確和功率更低的運算放大器。也許更有意義的是，在集成度更高的 IC 產品中，運算放大器正越來越多地用作基本構件，而且每種 IC 產品都以特定種類的應用為目標。大多數電氣工程師對于某些基于放大器的產品是熟悉的。作為基于運算放大器的集成電路產品，比較器、儀表放大器和差分放大器得到了廣泛采用。這些產品執行了有用的功能，而且一般情況下，與相同的分立運算放大器電路相比，前者執行任務更快、更準確，使用的電路板空間也更少。本文專門討論幾類高速放大器產品，這些產品能提高新的儀表、醫療和通信應用的性能。這些產品已經進行了優化，以提供分立運算放大器電路不具備的功能和性能優勢

　　全差分高速放大器

　　隨著信號帶寬增加，放大和驅動這些信號的挑戰也增加了，尤其是需要數字化信號時，更是這樣。高速流水線型 ADC 顯現復雜的容性負載，需要在不給信號增加顯著噪聲或失真的條件下驅動這樣的負載。大多數高速 ADC 如今都采用差分輸入，以在一個有限的輸入電壓范圍 (由于半導體工藝幾何尺寸的日益縮小所致) 內實現 SNR 的最大化。

　　傳統上，一直用高速開環 RF 型放大器驅動這些 ADC。但是一般情況下，這些放大器是單端的，需要大量功率，并要求一個 5V 至 12V 的電源。最近，已經開發了全差分放大器，這些放大器以高速度驅動 ADC，并實現了卓越的噪聲和失真性能。這些放大器常常用先進的互補雙極型硅鍺 (SiGe) 工藝制造。因為鍺原子比硅原子大，所以給不同的硅工藝有選擇地增加一些鍺可在硅材料的晶體結構中引起壓力。這種壓力實際上導致有益的電氣特性，可制造出更快的晶體管。LTC6404 就是這樣一個硅鍺全差分放大器。這個放大器可以用來驅動差分信號，或對單端信號進行轉換，如圖 1 所示。LTC6404 針對信號帶寬從 DC 直到 10MHz 的 14 位和 18 位應用。對于高達 10MHz 的輸入信號而言，它實現了好于 90dB 的失真和不到 1.5nV/√Hz 的噪聲，從而使該器件非常適用于高性能儀表。任何放大器的關鍵內部組件都是其補償電路，該電路設定保持該器件穩定的最低增益。IC 設計師可以在較低增益時的穩定性和較高頻率時的更好性能之間權衡。LTC6404 有 3 種版本：單位增益可穩定的 LTC6404-1、去補償的 LTC6404-2 和 LTC6404-4，LTC6402-2 和 LTC6404-4 分別以 2 和 4 的最低增益實現了更高的速度和更好的失真特性。LTC6404 用 2.7V 至 5.25V 的單電源工作，提供軌至軌輸出，允許系統設計師最大限度地擴大輸出擺幅。還提供一個更寬溫度范圍 (-40℃至 125℃) 的 LTC6404 版本，以用在堅固的儀表應用中。