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鑒賞放大器技術 看放大器市場與應用發(fā)展趨勢一:
德州儀器半導體事業(yè)部業(yè)務拓展工程師王勝
從模擬及混合信號芯片，尤其是放大器類產(chǎn)品發(fā)展趨勢來看，高集成度、兼顧速度與精度、低功耗、較寬的溫度范圍，以及軟件可控等性能，將是未來各個模擬器件供應商的新產(chǎn)品呈現(xiàn)的新特點。對于某些中、低端電子產(chǎn)品的成本壓力，使得本土的中小規(guī)模IC供應商獲得了良好的發(fā)展機會，打破歐美供應商一統(tǒng)天下的局面，這也將是包括放大器在內(nèi)的模擬類產(chǎn)品的一大特點。
放大器產(chǎn)品的發(fā)展主要特點如下：(1)新工藝、新技術的發(fā)展；(2)放大器類產(chǎn)品在電子系統(tǒng)中的作用越來越重要，不可替代，高精度的放大調(diào)條理電路很難集成在處理芯片中；(3)“定制化”需求是放大器的種類不斷增加的主要推動力之一。
工藝方面， BiCom3是TI針對高速度模擬產(chǎn)品而開創(chuàng)的工藝，其高電壓版本BiCom3HV為36V Bipolar SiGe工藝，兼顧速度的同時也可實現(xiàn)高電壓的應用；HPA07工藝主要應用于高精度模擬類產(chǎn)品，應用這一工藝的器件具有高精度，小封裝，高SNR等特點，相似的HPA07HV可兼容36V應用；除了以上具有代表性的工藝外，TI還有LBC工藝，主要特點是高電壓大功率；A035工藝主要應用是高密度器件。
高精度運算放大器一般是指失調(diào)電壓低于1mV的運放。TI近期推出了一款高精度的運放OPA211，是以BiCom3HV為主要工藝開發(fā)的產(chǎn)品。
在高速放大器方面， TI能夠應用新的工藝提供針對不同應用的各類產(chǎn)品，除了可以提供各類電壓反饋型和電流反饋型高速放大器類產(chǎn)品以外，還可以提供高速的JFET輸入高速放大器類產(chǎn)品，其中包括多種可供選擇型號，如OPA656，OPA657及THS4631等，他們都具有不同的帶寬和壓擺率，不同的穩(wěn)定增益范圍，包括獨立增益穩(wěn)定等主要可供選擇的指標，可廣泛應用于測試與計量等寬帶寬高輸入阻抗的應用場合。
在高速視頻放大器方面，TI推出了一系列具有靈活可編程及高集成度的放大器類產(chǎn)品，例如針對視頻應用的THS73xx系列產(chǎn)品，針對不同的視頻標準要求，其集成了低通濾波器，部分產(chǎn)品具有內(nèi)部固定增益放大，濾波器帶寬數(shù)字可編程選擇，以及輸入耦合方式選擇等性能。
隨著能源的日益緊張，對于能源效率方面的要求也逐步提高，尤其是對于電池供電系統(tǒng)，功耗的要求更為苛刻，所以未來對于效率最高的D類功率放大器的應用需求也會逐步增加。但是D類功率放大器并不會完全取代線性放大器，在高端專業(yè)音響中，由于線性放大器的高保真度特點，頂級音響領域還將采用線性放大器產(chǎn)品。但對于需求量很大的中低端市場而言，D類功率放大器的市場前景非常樂觀。
工程師在選擇放大器類IC時，首先要全局考慮整個系統(tǒng)的性能要求，并充分考慮所要調(diào)理或接收的信號特點，同時還要兼顧系統(tǒng)工作的環(huán)境等因素，尤其是對于工業(yè)應用，這點尤為重要。此外，還應該考慮以下幾點：
1.無論高精度或高速放大器，供電電源一定要有旁路電容，并盡可能把旁路電容靠近放大器的電源引腳放置；
2.某些放大器具有最小穩(wěn)定增益要求，如果所使用的增益低于推薦的最小穩(wěn)定增益，就有可能產(chǎn)生振蕩。電流反饋放大器，在直接反饋環(huán)路中，不要使用電容或其它非線性元件，尤其對于高速放大器設計時，這一點尤為重要；
3.在高速應用中，除了帶寬，壓擺率是另外一個重要指標，高擺幅輸出的信號頻率與SR的關系為： F = Slew Rate / (0.707 p VoutPP)，設計時要充分考慮這一因素；
4. 為減小輸入偏置電流引起的失調(diào)電壓，設計人員應保持運算放大器同相輸入端和反相輸入端的阻抗匹配；
5.噪聲因素，需要考慮的噪聲來源包括：輸入電流噪聲，輸入電壓噪聲，和由增益設置引起的熱噪聲等。尤其對于單電源應用時，一般電壓很低，為保持系統(tǒng)的信噪比，低電壓使設計人員必須降低噪聲。放大器的設計考慮由很多因素決定，工程師需要根據(jù)不同的設計要求，選擇合適的放大器類產(chǎn)品。同時，放大器供應商的技術服務與支持可以使工程設計人員達到事半功倍的結果。
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