ZHCAEO4 November   2024 OPA186 , OPA206 , OPA210 , OPA2210 , OPA328 , OPA391 , OPA928

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1输入失调电压 (VOS) 定义
    1. 1.1 输入失调电压漂移 (dVOS/dT) 定义
    2. 1.2 放大器内部的 VOS 和 VOS 温度漂移
    3. 1.3 通过激光修整调节性能
    4. 1.4 通过封装修整 (e-Trim™) 调节性能
  5. 2输入偏置电流 (IB) 定义
    1. 2.1 放大器内部的输入偏置电流 (IB) 和 IB 温度漂移
    2. 2.2 根据 IB 推导 VOS
    3. 2.3 内部偏置电流消除
    4. 2.4 超 β 输入晶体管
  6. 3影响失调电压的其他因素
    1. 3.1 有限开环增益 (AOL)
    2. 3.2 共模抑制比 (CMRR)
    3. 3.3 电源抑制比 (PSRR)
    4. 3.4 AOL、CMRR 和 PSRR 随频率的变化
    5. 3.5 电磁干扰抑制比 (EMIRR)
    6. 3.6 机械应力引起的失调电压变化
    7. 3.7 寄生热电偶
    8. 3.8 焊剂残留物和清洁度
  7. 4可更大限度地减小 VOS 和 VOS 漂移的零漂移放大器
  8. 5VOS、IB 和增益误差校准
  9. 6参考资料
  10. 7修订历史记录

机械应力引起的失调电压变化

由于对内部元件施加的压缩或张力,对集成电路施加的微小机械应力会导致运行发生细微变化。这种应力可能来自安装 IC 的印刷电路板的弯曲,甚至来自焊接工艺。对于运算放大器,机械应力通常与 VOS 的微小变化有关。失调电压变化的幅度取决于施加到器件的机械应力大小以及器件对应力的敏感性。可以使用精心的布局方法来改善内部运算放大器设计对应力的敏感性,其中最敏感的内部输入晶体管以对称的相互交错模式布置在远离芯片边缘的地方。这种对称布局方法通过保持两个输入晶体管上的 VBE 变化相等来更大限度地减小失调电压变化(VOS = VBE1 - VBE2 ≌ 常量)。

将运算放大器焊接到印刷电路板的过程也可能会引入高达 100µV 的变化。然而,焊接过程中引入的应力会随着时间的推移而减弱,器件的失调电压最终会恢复到接近焊接前的值(例如 ΔVOS < 10µV)。但是,在室温下,该过程可能需要几周的时间。加快应力弛豫过程的一种方法是在清洁电路板后在高温(100°C 或更高)下烘烤印刷电路板。烘烤会软化 IC 封装的刚度,从而显著缩短释放应力所需的时间。

除了焊料回流引入的应力外,大多数器件会随着时间的推移而发生参数变化,这称为长期变化。这些变化在最初运行的 1000 小时内比器件使用寿命的后期更大。因此,清洗后烘烤过程通过固化器件的模塑料来减小初始变化,从而更大限度地降低初始更显著的影响。长期变化和焊接相关应力影响对于仪表放大器的电压基准精度和增益精度也很重要。电压基准的长期漂移介绍了长期变化的背景知识以及可更大限度地减轻该问题的烘烤方法。

印刷电路板的弯曲也可能会导致失调电压变化。因此,PCB 厚度、安装硬件和由连接器张力引入的应力都可能会导致失调电压性能发生变化。因此,机械设计、外壳和连接都可能会对电气性能产生一定影响。