广告

温度对输入偏置电流的影响

2020-03-26 15:42:15 Bruce Trump 资深模拟工程师 阅读:
PN节的反向偏置漏电流有很强的正温度系数,每升高10℃,漏电流大约增大一倍。 在figure1归一化曲线中可以看出,这种指数增长使得漏电流快速增加。到125℃时, 漏电流相对室温下增长了约1000倍。

之前我们看了CMOS和JFET放大器输入偏置电流的来源,发现其主要由一个或几个反向偏置的PN节的漏电流组成。如果没看过该文章,请点击这里查看。文章结尾引出了一个警示,这些漏电流随着温度升高而显著的增大。rkIednc

PN节的反向偏置漏电流有很强的正温度系数,每升高10℃,漏电流大约增大一倍。 在figure1归一化曲线中可以看出,这种指数增长使得漏电流快速增加。到125℃时, 漏电流相对室温下增长了约1000倍。rkIednc

rkIednc

不同的二极管特性使得漏电流增加的速率不一样,两倍的漏电流可能在8℃到11℃ 左右的范围内发生。这种高温下的漏电流增长在一些电路中将会是重要问题,也可能是一个选择在室温下有着非常低输入偏置电流的FET或CMOS运放很好的理由。某些情况下,为了实现高温度下的低IB ,会使用在高温度下IB没那么夸张增长的BJT运放。rkIednc

一般我们会假设在低温时,漏电流也继续降低,但是其他的泄漏源也许会改变这 种趋势。这些杂散泄露可能会有不同的温度特性。坦率说,低于室温的情况我们知道 的较少,因为我们更关注在室温及室温以上的较高的泄露。我们最好不要在远低于室 温的情况下对其特性太自信。在低温下更能成为重要问题的是水可能会凝结,这可以使得泄露向上猛增。rkIednc

之前讨论过CMOS运放的输入偏流主要来自于输入级上分别连接在电源轨上的两个钳位二极管的反向泄露电流的差异。即使一个完全平衡的世界,两个有着几乎相同泄露特性的二极管之间的漏电流残余差值仍然有着相同的指数温度变化,只是初始值较低。IB 的极性是不确定的,并由于二极管特性的微小不同,净余的电流可能会在某个温度下降到零(对数坐标图上无法显示其绝对数值)。rkIednc

所以,什么结论?如果在您的FET运放电路中极低的输入偏置电流很关键,则认真 考虑它随温度上升而增加的特性。学习全部的参数和典型性能图表。避免敏感电路接 近热源。如果必要的话,制作您自己的测量。对于真正关键的应用,有特殊用途的超 低输入偏置电流的放大器。他们用富有创造性的保护电路和独特的引脚排布,实现室 温下3fA范围内的IB,低于通用器件3个数量级。例如:rkIednc

  • LMP7721——3fA输入偏置电流CMOS运算放大器
  • INA116——超低输入偏置电流仪表放大器

阅读原文,请访问:e2e.ti.com rkIednc

查看更多请点击:《看一个TI老工程师如何驯服精密放大器rkIednc

  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 让智能手表摆脱手机束缚 智能手表迄今为止仍被普遍视为智能手机配件。尽管智能手表时尚酷炫,但是当您必须随身携带手机时,它的存在就会略显多余。而且,并不是任意一款手机都能与智能手表相兼容。
  • 经典电子小制作项目:DS18B20制作的测温系统原程序原理 下面介绍的这款DS18B20制作的测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+50度之间,用4位数码管显示出来。DS18B20的外型与常用的三极管一模一样,用导线将JK—DS的DA端连到P3.1上。连接好DS18B20注意极性不要弄反,否则可能烧坏。
  • IC制造生命周期关键阶段之安全性入门 本文包括两部分,我们主要探讨芯片供应商和OEM之间的相互关系,以及他们为何必须携手合作以完成各个制造阶段的漏洞保护。第一部分指出了IC制造生命周期每个阶段中存在的威胁,并说明了如何解决这些威胁。第二部分着重说明了OEM所特有的安全风险,并指出了最终产品制造商和芯片供应商如何承担各自的责任。
  • 一种简单的PCB加温电路设计 加温电路的主要目的是为了在低温时,电路发挥作用为PCB板进行加热保温使其温度可以保持在器件可运行的最低温度以上,所以并不需要对温度进行精确的控制。因此制定以下方案,使用电阻与NTC温敏电阻进行分压,对一只MOS管或三极管进行控制。当温度低到一定阈值时,电阻与NTC电阻分压升高,打开加温电路,当温度回升后分压下降,降电路关闭。
  • 模拟信号是怎么转换成数字信号的? 带宽有限(band-limited) 采样频率大于2倍信号最高频率后可以无失真的恢复出原始信号。实际中,信号往往是无线带宽的,如何保证带宽有限?所以,我们在模拟信号输入端要加一个低通滤波器,使信号变成带宽有限,再使用2.5~3倍的最高信号频率进行采样。关于此我们下面将模拟数字转换过程将会看到。
  • 如何评估3D音频解决方案 沉浸式3D/空间音频,与XR/360视频相结合,给您带来宛若置身于茂密深林的视听体验——飘落的细枝在脚下嘎吱作响,一头鹿向东原跑去,当您的目光追着一只红衣凤头鸟而远去时,您能听见它扇动翅膀的声音。精准的头部跟踪有助于提供逼真的用户体验(UX),了解评估解决方案的关键因素,可以帮助您在不断发展的行业中找到方向。
  • 金线、银线,不如“无线”?——WiSA无线音频 我们知道,高端无线音频主要是用5GHz,而中低端普遍采用2.4GHz。这方面主要在于频谱的利用和技术原因,2.4G覆盖距离比5G长,但缺点是频宽窄。而WiSA的DS模块却能够做到“2.4GHz 比别人家的5GHz 更好,比自家的5GHz要差”。原因是什么?怎样解决无线音频的痛点?
  • 四个问题帮你确定是否需要采用有源电缆(AEC)解决方案 围绕信道长度、损耗预算和功耗最小化手段等重要问题,每个企业给出的答案都不一样。有如此多的因素推动着最终布线决策,因此在研究你的数据中心选择时,究竟需要了解些什么?
  • 利用IIoT进行智能水资源管理 我们需要有效的水资源管理,通过减少浪费和更有效地回收废水来节约用水。通过防洪减灾来保护脆弱的城市和基础设施也是如此。那么我们可以做些什么来解决这些问题呢?工业物联网(IIoT)可能会提供一些潜在的解决方案。
  • 适合工业应用的鲁棒SPI/I2C通信 状态监控、工厂自动化、楼宇自动化和结构监控等应用要求外设位于远程位置,通常远离控制器。系统设计人员传统上利用中继器或具有更高驱动强度的驱动器来扩展这些接口,其代价是整体成本和功耗增加。
  • 利用LM386音频放大器设计无线电接收器电路 LM386音频放大器IC可用于设计简单的无线电接收器电路,并且这些电路还能提供惊人的高性能。这些电路可用于接收中、短波波段的AM、CW和SSB射频传输,而不需要外部天线。
  • 新推出的同步SAR模数转换器的片内校准优势 本文评估在电阻模数转换器(ADC)前面的外部电阻的影响。这些系列的同步采样ADC包括一个高输入阻抗电阻可编程增益放大器(PGA),用于驱动ADC和缩放输入信号,允许直接连接传感器。但是,有几个原因导致在设计期间,我们最终会在模拟输入前面增加外部电阻。以下部分从理论上解释预期的增益误差,该误差与电阻大小呈函数关系,且介绍最小化这些误差的几种方式。本文还研究电阻公差和不同的校准选项对ADC输入阻抗的影响。除理论研究之外,还使用试验台测量和比较几种设备,以证明片内增益校准功能能实现出色精度。增益校准功能使广泛前端电阻值的系统误差低于0.05%,无需执行任何校准例程,只需对每个通道的单个寄存器执行写操作即可。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了