高壓與工藝的追趕，高速運算放大器

運算放大器雖然類型有很多種，通用型集成運算放大器、高速型集成運算放大器、高壓型集成運算放大器、功率型集成運算放大器等等，但說到底它的主要作用就是放大信號。一個理想狀態(tài)的運算放大器，應(yīng)該具備無限大的輸入阻抗、無限趨近于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的頻寬。

高速運算放大器指其增益帶寬積和轉(zhuǎn)換效率都很高的運算放大器，一般帶寬會大于50MHz。因為在某些特殊應(yīng)用里需要快速的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，這種時候就會需要運算放大器，這類運算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR很高，同時單位增益帶寬BWG也必須要高。高速運放領(lǐng)域，無疑是歐美大廠引領(lǐng)著行業(yè)潮流，國產(chǎn)的高速運放雖然在高壓領(lǐng)域還無法對抗國際大廠，但在低壓應(yīng)用上性能已經(jīng)大大提升。

ADI高速運算放大器

目前市場最暢銷的運算放大器應(yīng)該屬ADI無疑，無論是寬帶寬、高壓擺率還是低失真，ADI的高速運算放大器都是可以作為行業(yè)標(biāo)桿來對照的。對比一下ADI的高速運算放大器系列，可以看到在一些新出的高速運算放大器上ADI做了新的引腳排列。這種新的引腳排列被稱為“專用反饋”引腳。主要是用來突破傳統(tǒng)的SOIC引腳排列隨著速度不斷提升而出現(xiàn)的局限性。

這種引腳的改變，能提升二次諧波失真性能，同時有助于實現(xiàn)非常緊湊的布局，所需電路板面積更少。它還能減小寄生效應(yīng)以改善高速性能，并能簡化布局，改善信號布線。雖然說這種改動不是稱得上突破性的大改變，但一個個這種微小的創(chuàng)新改善了器件的整體性能。

（圖源：ADI）

LTC622x系列并不是ADI最大增益帶寬的高速運放，但絕對稱得上是最全面的高速運放，而且電壓覆蓋很廣，靈活度很高。LTC622x系列增益帶寬乘積為890MHz，已經(jīng)是較高的增益帶寬水平，轉(zhuǎn)換速率同樣達(dá)到500V/μs。在信號速度超過2MHz的應(yīng)用中，器件能達(dá)到優(yōu)于－100dB的低失真性能，而且電壓噪聲處于0.88nV/√Hz這種遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的水準(zhǔn)。對于高動態(tài)范圍應(yīng)用的器件，兼具低失調(diào)、低失調(diào)漂移、高增益和高 CMRR的高速運算放大器肯定是第一選擇，諸如A/D轉(zhuǎn)換器、光學(xué)電子器件，濾波器等等。

TI高速運算放大器

TI的高速運算放大器增益帶寬能覆蓋50MHz至8GHz，在帶寬、精度、噪聲、速率的結(jié)合上也是很突出的存在，在儀器儀表、電信、實驗室和醫(yī)療系統(tǒng)領(lǐng)域的高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有很廣泛的應(yīng)用。

（圖源：TI）

LMH670x系列是TI運算放大器里帶寬和失真結(jié)合得尤其出色的系列，專為要求極高信號保真度的寬動態(tài)范圍系統(tǒng)設(shè)計。LMH670x得益于TI的電流反饋架構(gòu)和VIP10互補雙極工藝，在無需外部補償?shù)那闆r下能以超常的速度提供單位增益穩(wěn)定性。

其720MHz的帶寬，－67dBc的低互調(diào)失真，1.83nV/√Hz的電壓噪聲水平，是高速閃存A/D和D/A轉(zhuǎn)換器極為理想的選擇。器件的轉(zhuǎn)換效率超出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，高達(dá)3100V/μs。另外，器件能提供額外的抗輻射保護(hù)。

圣邦微高速運算放大器

說到國產(chǎn)的高速運放替代，那不得不提圣邦微的高速運放器件，作為國內(nèi)高性能模擬器件廠商，圣邦微在高速運算放大器上的實力相當(dāng)強(qiáng)勁。目前，圣邦微的高速運放SGM806x系列可以做到最高帶寬500MHz，并且該系列壓擺率在420V/μs。

（圖源：圣邦微）

500MHz的高帶寬下，系列有著0.1dB的增益平坦度，加之其極高的轉(zhuǎn)換速率，性能絕對稱得上優(yōu)異。SGM806x系列提供寬輸入共模電壓范圍和軌對軌輸出擺幅，快速的穩(wěn)定時間和低失真使該運算放大器適用于高速ADC/DAC。值得一提的是，在關(guān)機(jī)模式下，SGM806x系列的電源電流為75μA，正常工作模式下，電流也不超過8.2mA，功耗極低。

圣邦微的高速運放在國內(nèi)基站、電機(jī)驅(qū)動、光電二極管前置放大器等市場有著很廣泛的應(yīng)用，在低壓應(yīng)用領(lǐng)域，可以說是完全媲美歐美廠商。

小結(jié)

從整體看來，ADI、TI這類國際老牌的高速運放會更成熟些，國產(chǎn)高速運放受限于工藝，主要是雙極性工藝，使得產(chǎn)品性能受限，但在多年的努力下，也已經(jīng)初具規(guī)模，在低壓領(lǐng)域已經(jīng)沒有太大問題。