【产品】支持36V供电的放大器,-40~125℃内失调电压不超过70μV

2021-03-16 思瑞浦
高压零漂放大器,TPA188x,TPA186x,TP27

思瑞浦(3PEAK)新推出了适用于精密应用的高压零漂放大器系列---TPA188xTPA186xTP27。将TP555x的零漂移技术从5V供电扩展到了36V供电,在-40℃~125℃内失调电压不超过70uV,0.1到10Hz的电压噪声峰峰值为0.1uV,满足工业设备、测试测量等应用对高压高精度放大器的失调电压、失调电压随温度的漂移和噪声的需求。



该系列产品的增益带宽积为5MHz和12MHz,拓宽了精密放大器可以工作的闭环增益和闭环带宽范围,适用于对带宽和精度都有要求的应用。如果把闭环带宽限制在50KHz内,可以避开零漂移技术带来的100KHz出的噪声谱高值,达到良好的输出噪声水平。TPA186x、TP27可以把增益设置为100倍, TPA188x可以把增益设置为200倍,满足精密电源、电池测试等需要测量高频的电流小信号的信号调理需求。


秉承思瑞浦(3PEAK)可靠性至上的设计理念,该系列产品的HBM达到2KV,CDM达到1KV;作为高压CMOS器件,产品对Latch Up做了特殊强化,达到500mA的Latch Up水平,提高了产品对恶劣上电时序、热插拔、现场干扰等对IO管脚和电源管脚的异常电压和电流冲击的耐受能力,降低了工业控制、电池测量、现场仪器仪表等应用对放大器可靠性设计的要求。


该系列产品提升了思瑞浦高压放大器的精度指标,扩大了应用中对高压放大器的各类需求。


应用对高精度放大器的需求主要是低失调电压、低失调电压随温度的漂移和低噪声。

1、低失调电压

失调电压虽然可以通过系统硬件和软件校准解决。使用硬件校准会增加硬件设计复杂度和生产工序,带来额外的成本;而使用软件校准,在小信号的放大应用中会降低动态范围,从而降低放大器可以设置的闭环增益。低失调电压能够提升系统可设置的闭环增益,同时也能省掉硬件校准带来的成本。


2、低失调电压随温度的漂移

失调电压随温度的漂移的要求更高,因为失调电压可以通过系统校准解决,而失调电压随温度的漂移需要通过增加温度范围下的系统校准,一般很难在实际生产中实施。思瑞浦(3PEAK)使用零漂技术的高压放大器可以做到失调电压在常温下<50uV, -40℃~125℃下<70uV,失调电压的漂移<0.2uV/度。


图1为TPA1882的40颗样品在-40℃、25℃、85℃和125℃的失调电压数据,都在±15uV内,显示失调电压具有良好的温度稳定性。


图1、失调电压数据


3、低噪声

除了失调电压和失调电压随温度的漂移之外,放大器的噪声也是精密应用中的一个重要考虑因素。可以考察直流应用中需要关注的0.1~10Hz的电压噪声峰峰值,该频率内主要的噪声是1/f噪声,传统的CMOS工艺放大器的1/f噪声非常差,如TP1282的0.1~10Hz的电压噪声峰峰值为12uV,噪声谱密度如图2所示,

图2、TP1282L1的电压噪声谱密度


如果对此指标有较高要求,常用的选择是BIPOLAR工艺制造的精密放大器如OP1117,可以做到0.1~10Hz内的电压噪声峰峰值为0.4uVpp。TPA188X、TPA186X、TP27使用的斩波零漂技术,可以将低频噪声消除,在0.1~10Hz内做到0.1uVpp。


下面图3为TPA188X的噪声谱密度。


图3、 TPA188X的电压噪声谱密度


可以看到斩波零漂技术将低频噪声消除的代价---噪声谱在斩波零漂为100K的频率带来了较高的噪声。思瑞浦(3PEAK)也对此噪声进行了优化,压低到25nV/Hz。如果应用对噪声非常敏感,可以考虑使用电阻和电容进行低通滤波,把电路的带宽压低到50KHz内,消除100KHz的尖峰噪声的影响。


高压高精度系列放大器产品


目前TPA188x、TPA186x、TP27全系列产品在超过100家客户处通过了样品测试与验证,满足对精度、速度和可靠性都有要求的各类应用。


推荐在新产品中使用的高压放大器(以单通道放大器为例)

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