超高速運(yùn)放THS3001

隨著通信和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)高速集成電路的要求不斷提高，TH3001就是美國(guó)德州儀器公司為適就這種形勢(shì)而生產(chǎn)的超高速運(yùn)算放大器，它采用電流模技術(shù)制造，是一種電流負(fù)反饋運(yùn)算放大器，它以其獨(dú)特的性能贏得了電子工程師的極大關(guān)注。THS3001除了具有目前最高的轉(zhuǎn)換速率外，還可使用±15V電源，其輸出信號(hào)幅度可達(dá)±12V，它的推出為電子工程為員提供了極大方便。

THS3001具有高達(dá)6500V/μs的轉(zhuǎn)換速率，420MHz的-3dB帶度和良好的帶內(nèi)平坦度，在110MHz時(shí)，增益僅下降0.1dB;大信號(hào)應(yīng)用時(shí)具有40ns的建立時(shí)間；差分增益誤差小于0.01%，差分相位誤差小于0.02%；非線(xiàn)性失真小于-96dB；電源電壓可在±4.5～±15V之間選擇，單電源工作時(shí)可在9～30V之間使用；輸出電壓最大可達(dá)±12V。THS3001的最大共模輸入電壓可接近±Vcc，最大差模輸入電壓可達(dá)±6V，最大輸出電源達(dá)100mA。

THS3001以其上述優(yōu)異的技術(shù)指標(biāo)被廣泛應(yīng)用于圖象處理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、高清晰電視電路、高速ADC或DAC緩沖器、高頻脈沖放大和高質(zhì)量的視頻放大等方面。它的超高速特性和大信號(hào)輸出范圍是一般高速運(yùn)放不能比擬的。

THS3001采用表面安裝8引腳封裝形式，各引腳排列如圖1所示。圖2所示是THS3001的頻響曲線(xiàn)。HTS3001在脈沖大信號(hào)輸入時(shí)的響應(yīng)曲線(xiàn)如圖3所示。在使用THS3001時(shí)有以下幾點(diǎn)需要特別指出：

（1）THS3001的最大閉環(huán)增益為5時(shí)能表現(xiàn)出最好的性能。

（2）THS3001工作在反相放大狀態(tài)時(shí)的頻響比同相放大狀態(tài)時(shí)好。

（3）負(fù)反饋電阻RF對(duì)頻響和波形失真有較大影響，因此應(yīng)使用表1所推存的值。

表1 最佳頻響的RF選擇

（4）當(dāng)放大的信號(hào)頻率較高（在幾MHz以上）時(shí)，若將示波器探頭開(kāi)關(guān)放在1：1狀態(tài)下去測(cè)量輸出波形，由于探頭的影響將產(chǎn)生約100～200pF的電容量并接入輸入端，這對(duì)高頻信號(hào)而言，將呈現(xiàn)出較低的阻抗，共結(jié)果將使THS3001的輸出發(fā)生過(guò)載發(fā)熱甚至燒環(huán)，因此，建議把示波器探頭開(kāi)關(guān)放在10：1狀態(tài)，這樣，對(duì)于THS3001來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于接入了一個(gè)較大阻抗的負(fù)載。因而可有效防止芯片損壞。

筆者利用HTS3001成功地設(shè)計(jì)了一個(gè)1Hz～100MHz的高頻函數(shù)發(fā)生器，在電源電壓為±10V時(shí)，輸入信號(hào)為10MHx方波，信號(hào)峰峰值為1.5V，輸出信號(hào)峰峰值為6.5V，具體電路如圖4。

此時(shí)，德州儀器公司還推出了THS4001、THS4062、THS6002、THS6012、THS6022等型號(hào)，它們的轉(zhuǎn)換速率分別為400V/μs、400V/μs、1000V/μs、1300V/μt和1900V/μs，其3dB帶度分別為270MHz、180MHz、140MHz、140MHz和210MHz。電源電壓均可以從±5V到±15V，其中THS4001、THS4062為電壓負(fù)反饋運(yùn)放，其余為電源投送反饋運(yùn)放。