ZHCSYO3A July 2025 – August 2025 INA600
PRODMIX
设计人员在设计更稳定的电路时,常会对放大器的典型参数存在疑问。由于工艺技术和制造过程存在自然差异,因此放大器的每种规格都与理想值存在一定的偏差。放大器的失调电压便属于此类情况。这些偏差通常遵循高斯(钟形曲线)或正态 分布。因此,即使电气特性 表中未给出某参数的最小值或最大值,电路设计人员也可利用这一特性为系统设置余量。
图 7-4 展示了一个示例布局。在此图中,µ(即缪)是分布的均值,而 σ(即西格玛)是系统的标准偏差。对于呈此类分布的规格,约三分之二 (68.26%) 的器件其参数值会落在平均值的一个标准差范围内。均值的一个标准差是 µ – σ 至 µ + σ。
图 7-4 理想的高斯分布根据具体规格,电气特性 表中典型值 一列中列出的值会以多种不同的方式表示。一般,如果规格本身具有非零均值(例如增益带宽),那么典型值等于均值 (µ)。某些规格(例如失调电压)的均值接近于零。在本例中,典型值等于均值加上一个标准偏差 (µ + σ),这样才能最准确地表示典型值。
使用此图表来计算某器件中某一规格的近似概率。例如,INA600A 典型失调电压为 1100µV。因此,预计所有 INA600A 器件中有 68.2% 的器件具有 -1100µV 至 +1100µV 的失调电压。在 4σ(±4400µV) 范围内,99.9937% 的器件其失调电压会小于 ±4400μV。也就是说,仅有 0.0063% 的器件会超出该范围,约相当于每 15,873 个器件中出现 1 个。
在最小值或最大值列中具有值的规格由 TI 核实,超过这些限值的器件会从生产材料中剔除。例如,INA600A 系列在 25°C 时的增益误差最大值为 ±0.05%。尽管该误差对应 5σ 水平,TI 仍会对器件进行验证,将增益误差超出 ±0.05% 的器件从生产材料中剔除。该误差水平约为每 350 万个器件中出现 1 个,发生概率极低。
对于最小值或最大值列中无数值的规格,设计人员需根据应用场景选择足够余量的西格玛值。基于该值设计最坏情况。6σ 值对应的情况约为每 5 亿个器件中出现 1 个,发生概率极低。该 6σ 值可作为宽余量选项,用于系统设计。典型特性 部分显示了一些重要规格(如,失调电压、温漂、CMRR 和增益误差等)各项直方图。
对于增益误差漂移,INA600 系列不会根据最终测试指定最大值。相反,该值基于电气特性 表中所述的特性。图 6-4 中提到的相应分布的均值为 -0.00216%,西格玛值为 0.0047%。因此,对于增益误差,均值加 6σ 值计算约为 0.025%。在按 6σ 保护带设计系统条件时,可采用该方法和数值估算最坏情况下的增益误差。但需注意,工艺差异及长期使用中的调整,可能导致典型平均值和标准差发生变化。除非根据最终测试在最小值或最大值规格列中指定了值,否则 TI 无法验证器件性能。
因此,电气特性 表中的最大增益误差规格在 6σ 保护带之外放宽至 ±0.05%。