特征

軌間輸入輸出擺動

低功耗：60安培/放大器

增益帶寬乘積：450 kHz

單電源操作：3 V至12 V

低偏移電壓：最大300
V

高開環增益：500 V/mV

單位增益穩定

無相位反轉

應用

電池監測

傳感器調節器

便攜式電源控制

便攜式儀器

一般說明

OP196系列CBCMOS運算放大器具有微功耗操作和軌對軌輸入和輸出范圍。

極低的功率要求和從3V到12V的保證工作，使這些放大器非常適合監測電池使用情況和控制電池充電。其動態性能（包括26 nV/√Hz電壓噪聲密度）推薦用于電池供電的音頻應用。200 pF的電容性負載無振蕩處理。

OP196/OP296/OP496在工業（-40°C至+125°C）溫度范圍內指定。規定在0°C至125°C的溫度范圍內運行3V。

單OP196和雙OP296有8線SOIC和TSSOP封裝。四路OP496有14線SOIC和TSSOP封裝。

引腳配置

OP196/OP296/OP496–典型性能特征

應用信息

功能描述

OP196系列運算放大器由單電源、微功率、軌對軌輸入和輸出放大器組成。輸入偏移電壓（VOS）最大值僅為300μV，而輸出將為負載提供±5 mA。電源電流僅為50μA，帶寬超過450 kHz，轉換率為0.3 V/μs。TPC 36是OP196的簡化示意圖，它顯示了實現此性能所使用的新穎電路設計技術。

輸入過壓保護

OPx96系列運算放大器使用復合PNP/NPN輸入級。圖36中晶體管Q1的集電極基極電壓為0V，如果+in=VEE。如果+IN然后超過VEE，結將是正向偏壓的，并且大的二極管電流將流動，這可能會損壞器件。同樣的情況也適用于在VCC上方驅動的晶體管Q5基極上的+IN。因此，除非輸入電流受到限制，否則逆變和非逆變輸入不得驅動在供電軌上方或下方。

圖1顯示了OPx96系列的輸入特性。這張照片是由連接到地面的電源引腳和連接到輸入的曲線跟蹤器的收集器輸出驅動器生成的。如圖所示，當輸入電壓超過任一電源0.6V以上時，內部pn結通電并允許電流從輸入流到電源。如果電流不受限制，放大器可能損壞。為防止損壞，輸入電流應限制在不超過5毫安。

輸出相位反轉

其他一些為單電源工作而設計的運算放大器，當其輸入被驅動超過其有用的共模范圍時，會出現輸出電壓相位反轉。通常對于單電源雙極型運算放大器，負電源決定其共模范圍的下限。對于這些共模限制器件，需要外部箝位二極管，以防止輸入信號偏移超過設備的負供電軌（即GND）并觸發輸出相位反轉。

OPx96系列運算放大器由于其新穎的輸入結構而不受輸出相位反轉的影響。圖2說明了當輸入被驅動到電源軌之外時，OPx96運算放大器的性能。如前所述，放大器輸入電流必須受到限制，如果輸入被驅動超過供應軌。在圖2的電路中，電源振幅為±15 V，而電源電壓僅為±5 V。在這種情況下，2 kΩ源電阻將輸入電流限制為5 mA。

輸入偏移電壓零位

OP196提供兩個偏移調整端子，可用于使放大器的內部VO歸零。一般來說，運算放大器端子不應用于調整系統偏移電壓。建議使用100 kΩ電位計，如圖3所示連接，以使OP196的偏移電壓為零。偏置調零不會對TCVOS性能產生不利影響，前提是微調電位器溫度系數不超過±100 ppm/°C。

驅動電容性負載

OP196系列放大器無條件穩定，電容負載小于170pf。在圖4所示的驅動技術中，電容性負載的驅動技術如圖4所示。

一種微功率假地發生器

一些單電源電路在輸入電壓高于地面時工作最佳，通常為電源電壓的1/2。在這些情況下，可以通過使用放大器緩沖的分壓器來產生假接地。一個這樣的電路如圖5所示。

該電路將在1/2電源電壓下產生一個錯誤的接地參考電壓，而從5 V電源中僅消耗約55μa的電壓。允許1μ的電容器輸出在接地1處有補償。大電容器的好處是，不僅假接地對負載的直流電阻很低，而且它的交流阻抗也很低。

單電源半波和全波整流器

OP296被配置為從單個電源操作的電壓跟隨器，可在低頻（<400hz）應用中用作簡單的半波整流器。全波整流器可以配置一對OP296，如圖6所示。

該電路的工作原理是：當輸入信號高于0v時，放大器A1的輸出跟隨輸入信號。由于放大器A2的非可逆輸入連接到A1的輸出，運算放大器環路控制迫使A2的反向輸入具有相同的電位。結果表明，R1的兩端電位相同，R1中沒有電流流過。由于R1中沒有電流，R2中必須存在相同的條件；因此，電路的輸出跟蹤輸入信號。當輸入信號低于0 V時，A1的輸出電壓強制為0 V。這種情況現在迫使A2作為反向電壓跟隨器運行，因為A2的非換向端子也處于0 V。然后，VOUTA的輸出電壓是輸入信號的全波整流版本。當輸入信號到達地面以下時，與A1的不可逆輸入串聯的電阻器保護ESD二極管。

方波振蕩器

圖7中的振蕩器電路演示了軌對軌輸出擺幅如何降低電源變化對振蕩器頻率的影響。此功能在電池供電的應用程序中特別有價值，在這些應用程序中，電壓調節可能不可用。當電源電壓變化時，輸出頻率保持穩定，因為由軌對軌輸出產生的RC充電電流與電源電壓成比例。由于施密特觸發閾值電平也與電源電壓成比例，因此頻率保持相對獨立于電源電壓。當電源電壓從9V變為5V時，輸出頻率僅變化約4Hz。放大器的轉換率將振蕩頻率限制在5V的電源電壓下的最大值約200Hz。

一個3V低壓差線性穩壓器

圖8顯示了一個簡單的3V電壓調節器設計。調節器可以提供50毫安的負載電流，同時允許0.2伏的壓降電壓。OP296的軌對軌輸出擺動很容易驅動MJE350通晶體管，而不需要特殊的驅動電路。它的發射極的電壓幾乎不比發射極關斷時的發射極低。在滿負荷和低發射極-集電極電壓下，晶體管β趨于減小。額外的基極電流很容易由OP296輸出處理。

AD589為調節器提供1.235V參考電壓。OP296以2.43的不可逆增益運行，驅動MJE350的基極產生3.0 V的輸出電壓。由于MJE350在逆變（公共發射極）模式下工作，輸出反饋應用于OP296的非轉換輸入。

圖9顯示了調節器的恢復特性，當其輸出經歷20毫安到50毫安的階躍電流變化時。

緩沖DAC輸出

多通道TrimDACs®如AD8801/AD8803，廣泛用于數字調零和類似應用。這些DAC具有軌間輸出擺動，標稱輸出電阻為5KΩ。如果需要較低的輸出阻抗，可以添加一個OP296放大器。圖10顯示了兩個示例。OP296的一個放大器用作一個簡單的緩沖器，以降低DAC a的輸出電阻。OP296提供軌對軌輸出驅動，同時工作電壓降至3v，只需要50μa的電源電流。

接下來的兩個dac，B和C，將它們的輸出相加到另一個OP296放大器中。在該電路中，DAC提供粗略的輸出電壓設置，DAC B用于微調。R1與DAC B串聯的插入會減弱其對DAC C輸出處電壓和節點的貢獻。

高壓側電流監測儀

在電源控制電路的設計中，大量的設計工作集中在確保通流晶體管在廣泛的負載電流條件下的長期可靠性。因此，在這些設計中，監控和限制設備功耗是最重要的。圖11中所示的電路是一個5V單電源高壓側電流監測器的示例，該監測器可并入具有可折疊限流功能的電壓調節器或具有撬桿保護的大電流電源的設計中。該設計使用了一個OP296的軌道環行輸入電壓范圍來檢測通過0.1Ω電流分流器的電壓降。該電路采用p溝MOSFET作為反饋元件，將運算放大器的差分輸入電壓轉換為電流。然后將該電流施加到R2，以產生一個電壓，該電壓是負載電流的線性表示。電流監測器的傳輸方程如下：

對于顯示的元件值，監視器輸出的傳輸特性為2.5 V/A。

單電源RTD放大器

在一個操作電路中，由一個4 9安培的操作放大器產生一個電壓為4 9伏的單電源。該電路利用OP496的寬輸出擺幅產生3.9v的橋激勵電壓，AD589為橋電流提供1.235v參考電壓。運算放大器A1驅動橋保持6.19 kΩ和2.55 MΩ電阻器，可產生200μa電流源。這股水流均勻地分流，流過橋的兩半部分。因此，100μA流過RTD產生與其電阻成比例的輸出電壓。為了提高精度，建議使用3線電阻式溫度檢測器來平衡電橋兩個100Ω支腿的線路電阻。

放大器A2和A3配置為雙運算放大器儀表放大器配置。為便于測量，選擇IA電阻器可產生259的增益，因此溫度每升高1°C，輸出電壓就會增加10 mV。為了降低測量噪聲，對放大器的頻帶寬度進行了限制。0.1μF電容器與放大器A3上的100 kΩ電阻器并聯，產生16 Hz的極。

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