双通道、17 MHz轨到
轨FET输入放大器
AD823A
产品特性
连接图
单电源供电
OUT1 1 8 +V
S
轨到轨输出摆幅
–IN1
2 7 OUT2
输入电压范围扩展至地电压以下 3 6 –IN2
+IN1
–V 4 5 +IN2
S
3 V至36 V单电源供电能力
AD823A
高负载驱动能力
图1. 8引脚SOIC
470 pF的容性负载驱动能力(G = +1，25%过冲)
线性输出电流：40 mA(0.5 V电源电压)
AD823A
出色的交流性能：2.6 mA/放大器
OUT1 1 8 +V
S
?3 dB带宽：17 MHz (G = +1)
–IN1 2 7 OUT2
0.01%建立时间：325 ns(2 V步进)
+IN1 3 6 –IN2
压摆率：30 V/ s
–V 4 5 +IN2
S
低失真：-108 dBc(20 kHz，G = -1，RL = 2 k )
TOP VIEW
(Not to Scale)
良好的直流性能
图2. 8引脚MSOP封装
输入失调电压：700 μV(最大值)
失调电压漂移：1 μV/°C
V = 3V
S
输入偏置电流：25 pA(最大值) C = 50pF
L
G = +1
低噪声：14 nV/√Hz(10 kHz)
3.0V
输入至供电轨无反相
应用
1.5V
光电二极管前置放大器
有源滤波器
12-bit至16-bit数据采集系统
医疗仪器
0V
精密仪器
200μs/DIV
500mV/DIV
概述
图3. 输出摆幅，+V = +3 V，G = +1
S
AD823A是一款双通道、精密、17 MHz、JFET输入运算放
交流和直流性能的组合，加上出色的负载驱动能力，使该
大器，采用超快速互补双极性(XFCB)工艺制造，可采用3 V
放大器具有丰富多样的功能特性，非常适合ADC驱动器、
至36 V单电源或±1.5 V至±18 V双电源供电。它具有单电源
高速有源滤波器和其他低压、高动态范围系统等应用。
供电能力，在单电源模式下输入电压范围可扩展至地电压
以下。IOUT ≤ 100 μA时，输出电压摆幅可扩展至各供电轨
AD823A具有?40°C至+85°C的工业温度范围，提供8 引脚
20 mV以内，从而可提供出色的输出动态范围。它还具有
SOIC 和8引脚MSOP两种封装。
40 mA的线性输出电流以及0.5 V的供电轨能力。
直流精度性能包括最大700 V的失调电压、1 V/°C的失调
电压漂移、0.3 pA的典型输入偏置电流，源阻抗最高可达1
G 。AD823A提供17 MHz、?3 dB带宽、30 V/ s压摆率和
每个放大器仅2.6 mA的低电源电流。20 kHz时，它还具有
14 nV/√Hz的低输入电压噪声和?108 dB的SFDR 。AD823A
具有低输入电容特性(0.6 pF差分和1.3 pF共模)，作为跟随器
可驱动超过500 pF的直接容性负载。这一特性使该放大器可
处理广泛的负载条件。
Rev. B
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09439-001
09439-102
09439-049AD823A
目录
特性.................................................................................................... 1 引脚配置和功能描述 ..................................................................... 7
应用.................................................................................................... 1 典型性能参数 .................................................................................. 8
概述.................................................................................................... 1 工作原理......................................................................................... 14
典型连接图....................................................................................... 1 输出阻抗.................................................................................... 14
修订历史........................................................................................... 2 应用信息......................................................................................... 15
技术规格........................................................................................... 3 输入特性.................................................................................... 15
5 V电源 ........................................................................................ 3 输出特性.................................................................................... 15
3.3 V电源 ..................................................................................... 4 宽带光电二极管前置放大器................................................. 16
±15 V电源 ................................................................................... 5 有源滤波器 ............................................................................... 18
绝对最大额定值.............................................................................. 6 合理布局实现最佳性能 ......................................................... 19
热阻 .............................................................................................. 6 外形尺寸......................................................................................... 20
ESD警告....................................................................................... 6 订购指南.................................................................................... 20
修订历史
2012年6月—修订版A至修订版B
新增内容至绝对最大额定值部分 ............................................... 6
更改公式8....................................................................................... 18
2012年5月—修订版A：初始版
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技术规格
5 V工作
除非另有说明，T = 25°C，+V = 5 V，R = 2 k 至2.5 V。
A S L
表1.
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
动态性能
-3 dB带宽 G = +1, VOUT ≤ 0.2 V p-p 14.1 17 MHz
全功率响应 V = 2 V p-p 4.8 MHz
OUT
压摆率 G = -1，V = 4 V阶跃 25 30 V/μs
OUT
建立时间
至0.1% G = -1，V = 2 V阶跃 240 ns
OUT
至0.01% G = -1 ，V = 2 V阶跃 325 ns
OUT
噪声/ 失真性能
输入电压噪声 f = 10 kHz 14 nV/√Hz
输入电流噪声 f = 1 kHz 1 fA/√Hz
谐波失真(SFDR) V = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = ?1, R = R = 4 kΩ ?108 dBc
OUT F G
V = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = +1, R = 1 kΩ ?99 dBc
OUT L
串扰
f = 1 kHz RL = 5 kΩ ?123 dB
f = 1 MHz RL = 5 kΩ ?77 dB
直流性能
初始失调 0.12 0.7 mV
整个温度范围内的最大失调 0.2 1.3 mV
失调漂移 1 μV/°C
输入偏置电流 VCM = 0 V 至4 V 0.3 25 pA
T 时 VCM = 0 V 至4 V 10 25 pA
MAX
输入失调电流 0.3 20 pA
T 时 3.5 pA
MAX
开环增益 V = 0.2 V至4 V，R = 2 k 40 175 V/mV
OUT L
T 至T 25 V/mV
MIN MAX
输入特性
输入共模电压范围 ?0.2 to +3 ?0.2至+3.8 V
13
输入电阻 10 Ω
输入电容 差模 0.6 pF
共模 1.3 pF
共模抑制比 V = 0 V 至3 V 60 73 dB
CM
输出特性
输出电压摆幅
I = ±100 μA 0.009至4.98 V
L
I = ±2 mA 0.026至4.96 V
L
I = ±10 mA 0.097至4.88 V
L
线性输出电流 VOUT = 0.5 V 至4.5 V 40 mA
短路电流 2.5 V源电流 50 mA
2.5 V 吸电流 101 mA
容性负载驱动 G = +1 500 pF
电源
工作范围 3 36 V
静态电流 T 至T ，总值 5.1 5.7 mA
MIN MAX
电源抑制比 V = 5 V至15 V，T 至T 70 94 dB
S MIN MAX
Rev. B | Page 3 of 20 AD823A
3.3 V工作
除非另有说明，T = 25°C，+V = 3.3 V，R = 2 k 至1.65 V 。
A S L
表2.
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
动态性能
-3 dB带宽 G = +1, VOUT ≤ 0.2 V p-p, VCM = 0.65 V 13.8 17.3 MHz
全功率响应 VOUT = 2 V p-p 3.7 MHz
压摆率 G = ?1，V = 2 V阶跃，V = 0.65 V 18 23 V/μs
OUT CM
建立时间
至0.1% G = -1，V = 2 V阶跃 350 ns
OUT
至0.01% G = -1，V = 2 V阶跃 460 ns
OUT
噪声/ 失真性能
输入电压噪声 f = 10 kHz 14 nV/√Hz
输入电流噪声 f = 1 kHz 1 fA/√Hz
谐波失真(SFDR) VOUT = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = ?1, RF = RG = 4 kΩ ?108 dBc
VOUT = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = +1, RL = 100 Ω ?70 dBc
串扰
f = 1 kHz R = 5 kΩ ?123 dB
L
f = 1 MHz R = 5 kΩ ?77 dB
L
直流性能
初始失调 0.14 1 mV
整个温度范围内的最大失调 0.3 1.8 mV
失调漂移 1 μV/°C
输入偏置电流 VCM = 0 V 至2 V 0.3 25 pA
T 时 V = 0 V 至2 V 10 25 pA
CM
MAX
输入失调电流 0.3 20 pA
T 时 3.5 pA
MAX
开环增益 VOUT = 0.2 V 至2 V, R L = 2 kΩ 16 63 V/mV
T 至T 14 V/mV
MIN MAX
输入特性
输入共模电压范围 ?0.2至 ?0.2至+1.8 V
+1
13
输入电阻 10 Ω
输入电容 差模 0.6 pF
共模 1.3 pF
共模抑制比 VCM = 0 V 至1 V 54 71 dB
输出特性
输出电压摆幅
I = ±100 μA 0.006至3.28 V
L
I = ±2 mA 0.04至3.26 V
L
I = ±10 mA 0.093至3.18 V
L
线性输出电流 V = 0.5 V 至2.5 V 40 mA
OUT
短路电流 1.5 V源电流 44 mA
1.5 V 吸电流 86 mA
容性负载驱动 G = +1 500 pF
电源
工作范围 3 36 V
静态电流 T 至T ，总值 5.0 5.7 mA
MIN MAX
电源抑制比 V = 3.3 V至15 V，T 至T 70 80 dB
S MIN MAX
Rev. B | Page 4 of 20 AD823A
±15 V电源
除非另有说明，T = 25°C，V = ±15 V，R = 2 k 至0 V。
A S L
表3.
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
动态性能
-3 dB带宽 G = +1, VOUT ≤ 0.2 V p-p 16.5 19 MHz
全功率响应 VOUT = 2 V p-p 5.6 MHz
压摆率 G = ?1，V = 10 V阶跃 31 35 V/μs
OUT
建立时间
至0.1% G = ?1，V = 10 V阶跃 380 ns
OUT
至0.01% G = ?1，V = 10 V阶跃 510 ns
OUT
噪声/ 失真性能
输入电压噪声 f = 10 kHz 13 nV/√Hz
输入电流噪声 f = 1 kHz 1 fA/√Hz
谐波失真(SFDR) VOUT = 10 V p-p, f = 20 kHz, G = ?1, RF = RG = ?101 dBc
4 kΩ
V = 10 V p-p, f = 20 kHz, G = +1, R = 600 Ω ?89 dBc
OUT L
串扰
f = 1 kHz R = 5 kΩ ?123 dB
L
f = 1 MHz RL = 5 kΩ ?77 dB
直流性能
初始失调 0.8 3.5 mV
整个温度范围内的最大失调 1.0 5 mV
失调漂移 1 μV/°C
输入偏置电流 VCM = 0 V 1.3 25 pA
V = ?10 V 3.5 pA
CM
T 时 V = 0 V 55 95 pA
CM
MAX
输入失调电流 1.3 20 pA
T 时 9.5 pA
MAX
开环增益 VOUT = +10 V 至?10 V, R L = 2 kΩ 100 450 V/mV
T 至T 80 V/mV
MIN MAX
输入特性
输入共模电压范围 ?15.2 至+13 ?15.2 至+13.8 V
13
输入电阻 10 Ω
输入电容 差模 0.6 pF
共模 1.3 pF
共模抑制比 V = -15 V至+13 V 70 90 dB
CM
输出特性
输出电压摆幅
I = ±100 μA ?14.9至+14.96 V
L
I = ±2 mA ?14.97至+14.96 V
L
I = ±10 mA ?14.91至+14.89 V
L
线性输出电流 V = -14.5 V至+14.5 V 44 mA
OUT
短路电流 0 V源电流 78 mA
0 V吸电流 124 mA
容性负载驱动 G = +1 500 pF
电源
工作范围 3 36 V
静态电流 T 至T ，总值 6.3 8.4 mA
MIN MAX
电源抑制比 V = 5 V至15 V，T 至T 70 94 dB
S MIN MAX
Rev. B | Page 5 of 20 AD823A
绝对最大额定值
热阻
表4.
θ 针对最差条件，即器件焊接在电路板上实现表贴封装。
参数 额定值
JA
电源电压 36 V
该规格针对空气中的器件而言。
功耗 见图4
输入电压( 共模) ±V ± 0.7 V 表5. 热阻
S
封装类型 θ 单位
差分输入电压 ±VS JA
输出短路持续时间 见图4 8-Lead SOIC_N 120 °C/W
存储温度范围 ?65°C至+125°C 8-Lead MSOP 133 °C/W
工作温度范围 ?40°C 至+85°C
2.0
引脚温度(焊接，10秒) 300°C
T = 150°C
J
ESD额定值(人体模型) 4500 V
ESD额定值(充电装置模型) 1250 V
1.5
8-LEAD SOIC
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
1.0
坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它
8-LEAD MSOP
超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件
能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响
0.5
器件的可靠性。
由于超量输出电流可能使器件过热并造成损害，使用30 V
0
–45 –35 –25 –15 –5 5 15 25 35 45 55 65 75 85
电源对器件供电时需谨慎。
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
图4. 最大功耗与温度的关系
ESD警告
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。
尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高
能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当
的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。
Rev. B | Page 6 of 20
MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)
09439-004AD823A
引脚配置和功能描述
1 8 +V
OUT1
S
–IN1
2 7 OUT2
+IN1 3 6 –IN2
–V 4 5 +IN2
S
AD823A
图5. 8引脚SOIC的引脚配置
表6. 引脚功能描述
引脚编号 引脚名称 描述
1 OUT1 输出1 。
2 ?IN1 反相输入1 。
3 +IN1 同相输入1 。
4 ?V 负电源。
S
5 +IN2 同相输入2 。
6 ?IN2 反相输入2 。
7 OUT2 输出2 。
8 +V 正电源。
S
AD823A
OUT1 1 8 +V
S
–IN1 2 7 OUT2
+IN1 3 6 –IN2
–V 4 5 +IN2
S
TOP VIEW
(Not to Scale)
图6. 8引脚MSOP的引脚配置
表7. 引脚功能描述
引脚编号 引脚名称 描述
1 OUT1 输出1 。
2 ?IN1 反相输入1 。
3 +IN1 同相输入1 。
4 ?V 负电源。
S
5 +IN2 同相输入2 。
6 ?IN2 反相输入2。
7 OUT2 输出2 。
8 +V 正电源。
S
Rev. B | Page 7 of 20
09439-001
09439-105
AD823A
典型性能参数
1 14
V = ±2.5V
S
47 AMPLIFIERS
= 110fA
12
0
x = 270fA
10
–1
8
–2
6
–3
4
–4
2
V = +5V
S
V = 0.2V p-p
OUT
G = +1
–5
0
1k 10k 100k 1M 10M 0 100 200 300 400 500 600 700 800
FREQUENCY (Hz) INPUT BIAS CURRENT (fA)
图10. 输入偏置电流的典型分布图
图7. 小信号带宽，G = +1
70 3
V = +5V V = +5V
S S
350 UNITS
2
= 113μV
60
x = 10μV
1
50
0
40
–1
30
–2
20
–3
10
–4
0 –5
–400 –300 –200 –100 0 100 200 300 400 –5 –4 –3 –2 –1 012 3 4 5
INPUT OFFSET VOLTAGE (μV) COMMON-MODE VOLTAGE (V)
图8. 输入失调电压的典型分布图
图11. 输入偏置电流与共模电压的关系
100 1000
V = +5V
S V = +5V
S
–55°C TO +125°C
V = 0V
CM
90
240 AMPLIFIERS
x = 991nV/°C
80
= 1.04μV/°C
100
70
60
10
50
40
30
1
20
10
0.1
0
0 25 50 75 100 125
–4 –2 0 2 4 6 8 10
INPUT OFFSET VOLTAGE DRIFT (μV/°C) TEMPERATURE (°C)
图12. 输入偏置电流与温度的关系
图9. 输入失调电压漂移的典型分布图
Rev. B | Page 8 of 20
UNITS
GAIN (dB)
UNITS
09439-007
09439-005
09439-059
INPUT BIAS CURRENT (pA)
INPUT BIAS CURRENT (pA) UNITS
09439-010 09439-008 09439-009AD823A
100
–40
V = ±15V
G = –1
S V = 3V
S
R = R = 4k
F G
V = 2V p-p
OUT
–50
R = 5k
L
V = 3V
S
V = 2V p-p
OUT
–60
R = 100
L
10
V = 5V
S
–70
V = 2V p-p
OUT
R = 1k
L
V = 30V
S
–80
V = 10V p-p
OUT
R = 600
L
–90
1
–100
V = 5V
S
–110
V = 2V p-p
OUT
R = 5k
L
–120
0.1
–16 –12 –8 –4 048 12 16
100 1k 10k 100k 1M
COMMON-MODE VOLTAGE (V) FREQUENCY (Hz)
图13. 输入偏置电流与共模电压的关系 图16.总谐波失真与频率的关系
103
120
R = 2k
V = ±2.5V
L
S
V = ±2.5V
S
102
110
101
100
100
90
99
80
–55 –25 5 35 65 95 125
0.1 1 10 100
TEMPERATURE (°C)
LOAD RESISTANCE (k )
图17. 开环增益与温度的关系
图14. 开环增益与负载阻抗的关系
1000
120 120
V = ±2.5 V
R = 10kΩ S
V = +5V
L S
R = 2k
L
100 C = 20pF 100
L
PHASE
R = 1kΩ
L
100
80 80
R = 100Ω
L
60 60
10
GAIN
40 40
20
20
1
0 0
0.1
–20
–20
–2.5 –2.0 –1.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
100 1k 10k 100k 1M 10M 100M
OUTPUT VOLTAGE (V)
FREQUENCY (Hz)
图15. 开环增益与输出电压的关系，V = ±2.5 V
S 图18. 开环增益和相位裕量与频率的关系
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OPEN-LOOP GAIN (kV/V) INPUT BIAS CURRENT (pA)
OPEN-LOOP GAIN (dB)
09439-011
09439-065 09439-069
OPEN-LOOP GAIN (dB)
THD (dB)
OPEN-LOOP GAIN (dB)
09439-014
09439-516
PHASE MARGIN (Degrees)
09439-060
AD823A
10
50
+V = +5V
S
8
1%
40 0.1%
6
0.01%
4
30
2
0
20
–2
0.1%
–4
1%
0.01%
–6
–8
V = ±15V
S
C = 20pF
L
10 –10
100 200 300 400 500 600 700
10 100 1k 10k 100k 1M
FREQUENCY (Hz) SETTLING TIME (ns)
图19. 输入电压噪声与频率的关系
图22. 输出阶跃大小与建立时间的关系(反相器)
100
1
V = ±2.5V
S
V = ±15V
S
C = 20pF
L
90
R = 2k
L
0
G = +1
+V = +5V
S
80
–1
70
60
–2
–55°C
+25°C
+125°C 50
–3
40
–4
30
20
–5
10 100 1k 10k 100k 1M 10M
0.30 3.27 6.24 9.21 12.18 15.15 18.12 21.09 24.06 27.03 30.00
FREQUENCY (Hz)
FREQUENCY (MHz)
图20. 闭环带宽与温度的关系
图23. 共模抑制比与频率的关系
10
100
+V = +5V
V = +5V
S
S
G = +1
10
1
1
0.1
V TO V
S OH
25°C
0.1
0.01
0.01
V
OL
25°C
0.001
0.001
100 1k 10k 100k 1M 10M 0.1 1 10 100
FREQUENCY (Hz) LOAD CURRENT (mA)
图21. 输出电阻与频率的关系，+V = +5 V，G = +1
S 图24. 输出饱和电压与负载电流的关系
Rev. B | Page 10 of 20
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
OUTPUT RESISTANCE ( ) INPUT VOLTAGE NOISE (nV/ Hz)
09439-053 09439-016
09439-052
CMRR (dB)
OUTPUT SATURATION VOLTAGE (V)
OUTPUT STEP SIZE FROM 0V TO V (V)
SHOWN
09439-020
09439-061
09439-021
AD823A
8 16
+V = +5V
S
V
IN R
S
7 14
C
L
6 12
+125°C
5 10
+25°C
–55°C
4 8
= 45°
m
3
6
2
4
= 20°
m
1
2
0
0
0 1 23456789 10
0 246 8 10 12 14 16 18 20
SUPPLY VOLTAGE (±V) CAPACITANCE (pF × 1000)
图25. 静态电流与电源电压的关系 图28. 串联电阻与容性负载的关系
–60
100
V = +5V
+V = 5V S
S
GAIN = +1
+PSRR
90
R = 2k
–70 L
80
–PSRR
–80
70
60
–90
50
–100
40
30
–110
20
–120
10
0 –130
1k 10k 100k 1M 10M
100 1k 10k 100k 1M 10M
FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (Hz)
图26. 电源抑制比与频率的关系
图29. 串扰与频率的关系
30
V = 3V
R = 2k
L S
G = +1 G = –1
V = 2.9V p-p
OUT
25
3V
20
V = ±15V,
S
V = –15.2V TO +13.8V
IN
15 1.5V
10
0V
V = +5V, V = –0.2V TO +3.8V
5 S IN
V = +3V, V = –0.2V TO +1.5V
S IN
500mV/DIV 10μs/DIV
0
10k 100k 1M 10M
FREQUENCY (Hz)
图30. 输出摆幅，+V = ±1.5 V，G = ?1
图27. 大信号频率响应 S
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POWER SUPPLY REJECTION RATIO (dB) QUIESCENT CURRENT (mA)
OUTPUT VOLTAGE (V p-p)
09439-125
09439-526 09439-525
CROSSTALK (dB)
SERIES RESISTANCE (Ω)
09439-025
09439-067
09439-063AD823A
5.0
V = 5V G = +2
S
V = 5V
S
R = 2kΩ V = 2V p-p
L OUT
G = –1
4.5
C = 50pF
L
R = R = 2k
F G
R = 300
L
4.0
C = 50pF
L
3.5 1V
3.0
2.5
0V
2.0
1.5
–1V
1.0
0.5
500mV/DIV 200μs/DIV
500mV/DIV 100ns/DIV
0
图31. 输出摆幅，+V = +5 V，G = -1 图34. 脉冲响应，+V = ±2.5 V，G = +2
S
S
V = ±15V R = 604Ω V = 5V
S L
S
G = +1
C = 50pF G = +1
L
V = 20V p-p
OUT
V = 3V p-p
OUT
R = 2k
L
4V
C = 50pF
L
10V
0V 2.5V
–10V
1V
500mV/DIV 100ns/DIV
5V/DIV 20μs/DIV
图32. 输出摆幅，V = ±15 V，G = +1 图35. 脉冲响应，+V = ±2.5 V，G = +1
S S
V = 3V
S
V = 5V
S
G = +1
G = +1
V = 100mV STEP
IN
1.55V
R = 2kΩ
L
C = 470pF
L
3V
1.5V
2.5V
2V
1.45V
25mV/DIV 50ns/DIV
500mV/DIV 200ns/DIV
图33. 脉冲响应，+V = ±3 V，G = +1
图36. 脉冲响应，+V = +5 V，G = +1，C = 470 pF
S
S L
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AMPLITUDE (V)
09439-028
09439-533
09439-328
09439-535
09439-034 09439-048AD823A
V = ±15V
S
G = +1
R = 100k
L
C = 50pF
L
10V
0V
–10V
5V/DIV 500ns/DIV
图37. 脉冲响应，V = ±15 V，G = +1
S
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09439-035AD823A
工作原理
AD823A是一款双通道电压反馈放大器，集成N 通道JFET 如开环增益为105 dB，输出阻抗降至0.01 以下。在较高频
输入级和轨到轨双极性输出级。它采用ADI公司的XFCB 率下，输出阻抗随运算放大器开环增益降低而上升；不
工艺制造——一种介质隔离互补双极性工艺，可制造高速 过，由于存在积分器电容，输出也会变为容性。这可以防
36 V双极性器件以及JFET和薄膜电阻。负电源电压下，N 止输出阻抗变得过高( 参见图21)，避免在驱动容性负载时
通道输入级可处理最高200 mV 的信号，同时保持皮安级输 带来的不稳定性问题。事实上，AD823A的容性负载驱动
入电流水平。轨到轨输出可增加放大器输出范围，并且当 能力在高频运算放大器中属于极佳之列。
输出电压位于每条供电轨0.5 V的范围内，提供高达40 mA
图36显示作为跟随器连接的AD823A在驱动470 pF直接容性
的线性驱动电流。经过激光调整的薄膜电阻用于优化失调
负载时的测试结果。在这些条件下，相位裕量约为35°。
电压(整个电源范围内最大值3.5 mV)和失调电压漂移(1 uV/°C
如果需要更大的相位裕量，可使用与输出串联的小电阻，
典型值)。
以便从运算放大器去耦负载电容效应( 参见图28)。此外，
图38表示放大器的结构。使用两级，第一级折叠式共源共 在较高增益下运行器件也会改善运算放大器的容性负载驱
栅输入驱动第二级输出的差分输入。S1p和S1n节点电压摆 动能力。
幅保持在较低水平，以尽量避免由结电容产生的非线性电
流。这样可改进失真性能。放大器输入和输出受专用ESD
二极管的全面保护。
输出阻抗
该设计中使用的共发射极输出级低频开环输出阻抗约为50
k 。尽管这明显高于典型发射极跟随器输出级，当连接
反馈时，运算放大器的开环增益会使输出阻抗降低。
+V
S
V
BIAS
OUTPUT
DRIVE
–IN +IN
OUT
S1P S1N
–V
S
图38. 原理示意图
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09439-138AD823A
应用信息
由于输入级使用N通道JFET，正常工作模式中的输入电流为
输入特性
负；电流从输入引脚流出。如果输入电压驱动至+VS ? 0.7 V
在AD823A中，N通道JFET提供低失调、低噪声、高阻抗
以上，随着内部器件结的正向偏压，输入电流反相，如图
输入级。最低输入共模电压从低于?V 0.2 V扩展至1.2 V <
S
11所示。
+V 。驱动更靠近正供电轨的输入电压可造成放大器带宽
S
损失，并增加共模电压误差。
如果输入电压有可能被驱动至超出+Vs 300 mV以上，或低
于–Vs 300 mV以下，AD823A输入端应串联限流电阻。若
在高至+V 的输入电压下( 包括+V ) ，AD823A不会发生反
S S
放大器在以上任一条件下持续10秒以上，器件将会受损。
相。图39显示了AD823A电压跟随器对0 V至5 V(+V ) 方波
S
与AD823A输入端串联的1 k 电阻允许放大器承受最高10 V
输入的响应。输入与输出相叠加。输出极性跟踪+V 以下
S
的连续过压，所增加的输入电压噪声很小，可忽略不计。
的输入极性，且无反相。高于4 V输入的低带宽可导致输出
波形的舍入。对于大于+V 的输入电压，与AD823A同相输
AD823A专为14 nV/√Hz宽带输入电压噪声而设计( 参见图
S
入串联的电阻(R )可防止反相，但代价是输入电压噪声更
19)。此噪声性能结合AD823A的低输入电流和电流噪声，
P
大，R 范围为1 k 至10 k 。如图40所示。
意味着对于高源电阻的应用，AD823A的噪声贡献可忽
P
略。图41表示对于低于10 k 的源阻抗，源电阻的噪声贡
献可忽略。0.6 pF的低输入电容还意味着可使用高达13 k
的源阻抗，而无需考虑G = +1时的小信号带宽区域。
5.0V
100
2.5V TOTAL AMPLIFIER NOISE
INPUT
OUTPUT
10
0V
AMPLIFIER VOLTAGE AND
CURRENT NOISE
1V 2μs
SOURCE RESISTANCE
图39. 输入和输出响应：R = 0 k ，V = 0 V to +V
P IN S
NOISE
OUTPUT
INPUT
6V
1
10 100 1k 10k 100k
SOURCE RESISTANCE ( )
图41. RTI噪声与源阻抗的关系
输出特性
3V
无外部阻性负载时，放大器输出摆幅独特的双极性轨到轨
输出级在电源的20 mV范围内摆动。
AD823A的近似输出饱和电阻在源电流和吸电流下均为33
0V
1V 10μs 。当驱动较大电流负载时，此特性可用于估计输出饱和
电压。例如，驱动5 mA时，供电轨的饱和电压约为165 mV。
5V
R
P
V
IN
AD823A
V
OUT
图40. 输入和输出响应：V = 0 V至+V + 1 V，
IN S
V = 0 V至+V + 400 mV，R = 4.99 k
OUT S P
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09439-039
09439-064
NOISE (nV/ Hz)
09439-338AD823A
容，包括C 和放大器输入电容C 、C 。R 与总电容产生环
宽带光电二极管前置放大器
S D M F
C
F
路频率的一个极点(f )。
p
R
F
(2)
随着来自放大器开环响应的额外极点，双极点系统由于相
–
C
M
位裕量不足而产生峰化和不稳定(见图43 (A)，无补偿)。
V
C
I C 11 OUT
D
PHOTO S R = 10 Ω
SH
C
M
+
增加C 可以在环路传输中创建一个零点，它能补偿输入极
F
V
B
AD823A
点的影响。由于增加了相位裕量，它使光电二极管前置放
大器的设计更为稳定。它还可设置信号带宽( 见图43 (B)，
图42. 宽带光电二极管前置放大器
带补偿)。信号带宽和零点频率由下式决定：
AD823A非常适合光电二极管前置放大器应用。它的低输
(3)
入偏置电流可降低前置放大器输出的直流误差。此外，它
的高增益带宽积和低输入电容可最大化光电二极管前置放
将零点设为频率f ，可以使相位裕量达到45°，同时最大化
大器的信号带宽。图42表示AD823A用作电流至电压(I/V) x
信号带宽。由于f 是f 和f 的几何平均值，它可由下式计
转换器和一个光电二极管的电气模型。 x p u
算：
光电二极管前置放大器的跨导增益可通过基本传递函数表
(4)
示：
合并公式2、公式3和公式4可得，产生f 的C 数值为：
x F
(1)
(5)
其中，I 为光电二极管的输出电流，R 和C 的并联组
PHOTO F F
此时的频率响应显示大约2 dB的峰化和15%的过冲。将C 加
合设置信号带宽( 参见图43中电流至电压增益曲线) 。注意
F
倍以及将带宽减半会使频率响应平坦化，瞬态过冲约为
应设置R ，以便使最大可能输出电压与最大二极管电流
F
5%。
I 相对应。用户应充分利用全部输出摆幅。
PHOTO
此前置放大器所能实现的稳定带宽是以下参数的函数：
R 、放大器的增益带宽积(f )，以及放大器求和点的总电
F u
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09439-055AD823A
OPEN-LOOP GAIN OPEN-LOOP GAIN
fx
I TO V GAIN fx
fz
G = R C s fn G = 1 + C /C
2 1 S F
G = 1
G = R C (s)
G = 1 F S
log f
f
fp fu
fp fu
0°
90°
–45°
45°
–90°
0° f
log f
–135°
–45°
–180°
–90°
(A) WITHOUT COMPENSATION (B) WITH COMPENSATION
–135°
图43. 跨导放大器设计的增益和相位曲线
1.2pF
宽带二极管前置放大器设计中主要的输出噪声来源于放大
49.9kΩ
器的输入电压噪声V 和R 产生的电阻噪声。图43中的
NOISE F
+5V
灰色曲线表示光电二极管前置放大器频率的噪声增益。噪
声带宽为频率f ，可由下式计算：
N
0.1μF
–5V
V
OUT
(6)
AD823A
0.1μF
100Ω
图44所示为配置为跨导光电二极管放大器的AD823A。放
大器与输入电容为5 pF的光电二极管检波器配合使用。图45
–5V
表示I 为1 μA p-p时，AD823A的跨导响应。当放大器通
PHOTO
图44. 光电二极管前置放大器
过C = 1.2 pF最大化相位裕量( 为45°)时，其带宽为2.2 MHz。
F
95
注意由于C 具有来自PCB的寄生效应，峰化仅为0.5 dB且带
F
94
宽略微下降。将C 提升至2.7 pF则完全消除了峰化。然而，
F
93
这样做却使得带宽下降至1.2 MHz.。
I = 1μA p-p
PHOTO
92
C = 2.7pF
F
表8列出光电二极管前置放大器的噪声源和总输出噪声，
91
此时前置放大器配置为45°相位裕量以达到最大带宽，并
90
I = 1μA p-p
PHOTO
C = 1.2pF
F
且f = f = f 。
89
z x n
88
87
86
85
1k 10k 100k 1M 10M
FREQUENCY (Hz)
图45. 光电二极管前置放大器频率响应
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PHASE (°) |A| (dB)
|A (s)|
TRANSIMPEDANCE GAIN (dB)
09439-400
09439-050
09439-144AD823A
表8. 光电二极管前置放大器的RMS噪声贡献
1
贡献因素 表达式 (μV)
RF 55.17
VNOISE 138.5
RSS总和 149.1
1
均方根噪声(R = 50 k 、C = 5 pF、C = 1.2 pF、C = 1.3 pF、C = 0.6 pF)。
F S F M D
有源滤波器 图47表示双极巴特沃兹有源滤波器响应。注意它具有最平
由于具有低输入偏置电流和低输入电容特性，AD823A是 坦的带通、1 MHz下的?3 dB带宽，以及阻带内12 dB/8倍频
有源滤波器的理想选择。低输入偏置电流可降低信号路径 程的滚降。
上的直流误差；低输入电容增加有源滤波器的精度。
巴特沃兹滤波器的截止频率(f )和Q因数可计算如下：
c
一般来说，放大器带宽应比所采用滤波器的截止频率大10
(7)
倍。因此，AD823A可用于最高1.7 MHz的有源滤波器设计
中。
C1
(8)
200pF
因此，可通过正确调整电阻值和电容值的因数轻松调节截
+V
S
R1 R2
1.12kΩ 1.12kΩ
止频率。例如，将R1和R2的数值提升10倍便可使之成为
V
IN
R
T C2
一个100 kHz的滤波器。注意本例中Q因数保持不变。
49.9Ω 100pF AD823A V
OUT
–V
S
图46. 双极Sallen-Key有源滤波器
图46表示一个二阶巴特沃兹滤波器示例，采用Sallen-Key
拓扑。该结构可重复用于更高阶数的滤波器。
3
0
–3
–6
–9
–12
–15
–18
–21
–24
–27
–30
–33
–36
100 1k 10k 100k 1M 10M
FREQUENCY (Hz)
图47. 双极巴特沃兹有源滤波器响应
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MAGNITUDE (dB)
09439-146
09439-147AD823A
合理布局实现最佳性能
要使AD823A得到极高输入阻抗和低失调电压等最佳性
V V
OUT OUT
V
IN V
IN
能，需仔细对电路板进行布局布线。PCB表面必须干净且
AD823A
AD823A
干燥，以防相邻走线间的泄漏电流。在电路板表面添加涂
层可降低表面湿气，并提供湿度隔离栅，减少电路板的寄
V
IN
生电阻。在放大器输入周围使用保护环可进一步降低泄漏
V
OUT
电流。图48显示应如何配置保护环，图49给出表面贴装布
AD823A
局安排的俯视图。保护环无需具有特定宽度，但应在两个
图48. 保护环的布局与连接以降低PCB泄露电流
输入周围形成完整的环路。通过将保护环的电压设置成等
于同相输入的电压，便可最小化寄生电容。若需进一步降
V+
低泄露电流，可使用特氟龙支柱绝缘体将元器件安装在 R1 R2
AD823A
R2 R1
PCB上。
V
IN1
V
IN2
GUARD
GUARD
V
RING REF
RING
V
REF
V–
图49. AD823A SOIC采用保护环的布局俯视图
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09439-153 09439-152AD823A
外形尺寸
5.00(0.1968)
4.80(0.1890)
8 5
6.20(0.2441)
4.00(0.1574)
1
5.80(0.2284)
3.80(0.1497)
4
0.50(0.0196)
1.27(0.0500)
45°
BSC
1.75(0.0688)
0.25(0.0099)
1.35(0.0532)
0.25(0.0098)
8°
0.10(0.0040)
0°
0.51(0.0201)
COPLANARITY
1.27(0.0500)
0.10
0.31(0.0122)
0.25(0.0098)
SEATING
0.40(0.0157)
0.17(0.0067)
PLANE
COMPLIANTTOJEDECSTANDARDSMS-012-AA
CONTROLLINGDIMENSIONSAREINMILLIMETERS;INCHDIMENSIONS
(INPARENTHESES)AREROUNDED-OFFMILLIMETEREQUIVALENTSFOR
REFERENCEONLYANDARENOTAPPROPRIATEFORUSEINDESIGN.
图50. 8引脚标准小型封装[SOIC_N]
窄体
(R-8)
图示尺寸单位：mm和(inch)
3.20
3.00
2.80
8 5 5.15
3.20
4.90
3.00
4.65
1
2.80
4
PIN1
IDENTIFIER
0.65BSC
0.95
15°MAX
0.85 1.10MAX
0.75
0.80
0.15
0.23
6°
0.55
0.40
0.05 0.09
0° 0.40
0.25
COPLANARITY
0.10
COMPLIANTTOJEDECSTANDARDSMO-187-AA
图51. 8引脚超小型MSOP封装
(RM-8)
图示尺寸单位：mm
订购指南
1
标识
型号 温度范围 封装描述 封装选项
AD823AARZ ?40°C 至+85°C 8引脚 SOIC_N R-8
AD823AARZ-RL ?40°C 至+85°C 8引脚 SOIC_N，13”卷带和卷盘 R-8
AD823AARZ-R7 ?40°C 至+85°C 8引脚 SOIC_N，7”卷带和卷盘 R-8
AD823AARMZ ?40°C至+85°C 8引脚 MSOP RM-8 H34
AD823AARMZ-R7 ?40°C 至+85°C 8引脚 MSOP，7"卷带和卷盘 RM-8 H34
AD823A-2AR-EBZ 8引脚 SOIC评估板
AD823A-2ARM-EBZ 8引脚 MSOP评估板
1
Z = RoHS Compliant Part.
?2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D09439sc-0-6/12(B)
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10-07-2009-B
012407-A |
|
