ZHCSRZ3 December 2024 OPA4H199-SP
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设计人员经常会对放大器的典型规格提出质疑,以便设计出更稳健的电路。由于工艺技术和制造过程上存在自然差异,因此放大器的每种规格都与适当值存在一定的偏差,例如放大器的输入失调电压。这些偏差通常遵循高斯(钟形曲线)或正态 分布,即使电气特性 中没有最小值或最大值规格,电路设计人员也可以利用该信息来确定其系统的限值空间。
图 6-11 理想的高斯分布图 6-11 展示了一个分布示例,其中 µ 或 mu 是分布的均值,而 σ 或 sigma 是系统的标准偏差。对于表现出这种分布的规格,可以预期所有器件中大约三分之二 (68.26%) 的值落在均值的一个标准差或 1σ 内(从 µ – σ 到 µ + σ)。
电气特性 的典型值 一列中列出的值以不同的方式表示,具体取决于规格。通常情况下,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)。然而,如果规格本身具有接近于零(例如输入失调电压)的均值,那么典型值等于均值加上一个标准偏差 (µ + σ),这样才能最为准确地表示典型值。
您可以使用该图表来计算器件中某个规格的近似概率;例如,对于 OPA4H199-SP,典型的输入失调电压值为 125µV,因此所有 OPA4H199-SP 器件中有 68.2% 的器件预计都具有 –125µV 至 125µV 的失调电压。在 4σ (±500µV) 条件下,分布的 99.9937% 都具有小于 ±500µV 的失调电压,这意味着总体的 0.0063% 位于这些限值之外,相当于 15,873 个器件有 1 个器件超出该限值。
TI 使用最小值或最大值列中的值来验证了规格,并从生产材料中剔除了超过这些限值的器件。例如,OPA4H199-SP 系列在 25°C 条件下的最大失调电压为 895µV,尽管这相当于超过 5σ(约为 170 万个器件中有 1 个器件,可能性微乎其微),但 TI 规定任何失调电压大于 895µV 的器件都会从生产材料中剔除。
对于最小值或最大值列中没有值的规格,可考虑为应用选择 1σ 值的足够限值空间,并使用该值来设计最差情况下的电路。例如,6σ 值相当于约 5 亿个器件中有 1 个器件,发生的可能性微乎其微,可以作为一个宽限值空间选项来设计系统。在这种情况下,OPA4H199-SP 系列在失调电压漂移上没有最大值和最小值,但根据图 5-2 和电气特性 中 0.3µV/°C 的典型值,计算得出失调电压漂移的 6σ 值约为 1.8µV/°C。在为最坏情况的系统条件进行设计时,可以使用该值来估计整个温度范围内的最坏失调电压,而不用知道实际的最小值或最大值。
然而,随着时间的推移,工艺差异和调整会改变典型的均值和标准偏差,除非最小值或最大值规格列中给出了值,否则器件的性能未经验证。此信息应该只能用于估算器件的性能。