低電壓軌-軌運(yùn)算放大器AD8517/AD8517

摘要：AD8517/AD8527是美國(guó)AD公司出品的軌-軌運(yùn)算放大器。它體積小，功耗低，并具有寬帶軌-軌輸出，故可廣泛應(yīng)用于便攜通訊、有源濾波器及ASIC輸入驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。文中介紹了AD8517/AD8527的引腳功能、工作原理和幾種實(shí)際應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：軌-軌輸出 寬帶 低功耗 AD8517 AD8527

1 概述

AD8517/AD8527是美國(guó)AD公司的出口的軌-軌運(yùn)算放大器。AD8517采用單通道SOT-23-5封裝；而AD8527則為雙通道8腳MSOP封裝。由于AD8517/AD8527體積小巧，因此可以應(yīng)用在傳感器附近，以減少外部干擾的引入。

AD8517/AD8527是軌-軌輸入輸出的雙極性放大器。它具有增益帶寬（7MHz），失調(diào)電壓低（3.5mVMax）的優(yōu)點(diǎn)。其優(yōu)越的低功耗特性使其成為電池供電裝置的理想元件。AD8517/AD8527的壓擺率高達(dá)8V/μs，因而比較適合于驅(qū)動(dòng)特定用途的集成電路（ASIC，Application Specitic Integrated Circuit）。

圖1所示是AD8517和AD8527運(yùn)算放大器的引腳排列結(jié)構(gòu)圖。表1給出了AD8517和AD8527的引腳功能說(shuō)明。

表1 AD8517和AD8527的引腳功能

2 工作原理

AD8517的顯著特點(diǎn)是在電源電壓低達(dá)1.8V時(shí)仍具有軌-軌輸入和軌-軌輸出特性，而且它即使在電源將耗盡的低電壓情況下仍可正常工作。AD8517/AD8527均采用AD公司的高速互補(bǔ)雙極性工藝，從而有效地降低了三極管的寄生電容，提高了它們的高速性能。圖2是AD8517/AD8527的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)框圖。

由圖2可見(jiàn)，AD8517輸入級(jí)由兩對(duì)聯(lián)的互補(bǔ)差動(dòng)對(duì)管組成，其中一對(duì)是NPN對(duì)管（Q1和Q2），另一對(duì)為PNP對(duì)管（Q3和Q4）。它的放大級(jí)由Q5、Q6、Q7、Q8和Q9組成。輸出級(jí)由Q14來(lái)驅(qū)動(dòng)，Q13和Q14同時(shí)為電平轉(zhuǎn)換部分，其作用是為了使放大器的輸出范圍更大。由于輸出三極管采用的是共射級(jí)結(jié)構(gòu)，因此，其輸出級(jí)增益將受到負(fù)載的影響。當(dāng)電流為250μA時(shí)，AD8517的輸出只和電源電壓相差35mV。在輸入電壓上升到比Vcc低1V時(shí)，PNP對(duì)管將截止。

輸入電阻（R1和R2的阻值為1kΩ）和二極管（D7、D8）可用于保護(hù)輸入對(duì)管不發(fā)生雪崩擊穿。當(dāng)輸入信號(hào)超過(guò)電源0.6V或更多時(shí)，其過(guò)剩的電流會(huì)被ESD分流，因而不會(huì)發(fā)生輸入反轉(zhuǎn)。

3 應(yīng)用

3.1 擴(kuò)音前置放大器

AD8517是應(yīng)用于擴(kuò)音前置放大器的理想元件。圖3是AD8517應(yīng)用于擴(kuò)音前置放大的應(yīng)用電路。該放大器的增益可用R3和R2的比值來(lái)調(diào)整。R1用來(lái)提供偏置。C1用于隔直。

圖4是一個(gè)采用1.8V電源供電的、與特性阻抗為600Ω的電話線連接的傳輸系統(tǒng)電路。利用該系統(tǒng)電路可實(shí)現(xiàn)差模方式的全雙工傳輸。通過(guò)調(diào)整放大器A1的增益可以使其與輸出驅(qū)動(dòng)匹配。放大器A3是一個(gè)差動(dòng)放大器，它可以用來(lái)將發(fā)送和接收的信號(hào)進(jìn)行分離，并將傳輸線上提取的信號(hào)送給A4。而對(duì)放大器A4的增益可以像A1那樣調(diào)整，以使其與輸入信號(hào)相匹配。

3.2 低功率參考電壓發(fā)生器

在許多采用單電源供電結(jié)構(gòu)的電路中，其電路的偏置電壓一般等于電源電壓的一半，同時(shí)由放大器緩沖的電壓分配器來(lái)產(chǎn)生所需的參考電壓。圖5所示是一個(gè)比較實(shí)用的低功率參考電壓發(fā)生器的實(shí)際電路。

當(dāng)采用1.8V電源供電時(shí)，通過(guò)兩個(gè)1MΩ的電阻分壓器可產(chǎn)生參考電壓。在運(yùn)算放大器輸出端和反向端連接一個(gè)電容可以補(bǔ)償在參考輸出端連接的旁路電容。這個(gè)旁路電容可用來(lái)建立參考輸出的交流地。

4 結(jié)論

AD8517/AD8527是一種體積小，功耗低，工作電壓低的軌-軌運(yùn)算放大器。它使用簡(jiǎn)單、方便，其構(gòu)成電路結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、性能高，因而是應(yīng)用于便攜式通訊設(shè)備和有源濾波器等電池供電裝置的理想元件。