《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種應(yīng)用于電流檢測的低失調(diào)運算放大器設(shè)計
電子技術(shù)應(yīng)用
李新1,,俞晨1,,楊森林2
1.沈陽工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院;2.深致芯微電子(上海)有限公司
摘要: 針對電流檢測對運算放大器性能的要求,,提出一種新型低失調(diào)運算放大器電路,。采用低失調(diào)運放,、PMOS管和電阻構(gòu)成閉環(huán)電流采樣電路,整個運放電路由主運放和輔助運放構(gòu)成,,主運放構(gòu)成的高頻通路控制電路帶寬,,輔助放大器低頻通路利用斬波技術(shù)以及自調(diào)零技術(shù)降低電路失調(diào)?;跂|部高科180BCD工藝對電路進行仿真,,仿真結(jié)果表明,溫度為27 ℃,,輸入失調(diào)電壓穩(wěn)定在9 μV,,運放增益為95.50 dB,增益帶寬積為28.2 MHz,,相位裕度在76.6°以上,,CMRR的值為148 dB,PSRR的值大于116 dB,。該電路可用于高側(cè)電流檢測,。
中圖分類號:TN402 文獻標志碼:A DOI: 10.16157//j.issn.0258-7998.246100
中文引用格式: 李新,俞晨,,楊森林. 一種應(yīng)用于電流檢測的低失調(diào)運算放大器設(shè)計[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,,2025,51(5):5-9.
英文引用格式: Li Xin,,Yu Chen,,Yang Senlin. Design of a low offset operational amplifier for current detection[J]. Application of Electronic Technique,2025,,51(5):5-9.
Design of a low offset operational amplifier for current detection
Li Xin1,,Yu Chen1,Yang Senlin2
1.School of Information Science and Engineering,, Shenyang University of Technology,; 2.Shenzhixin Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd.
Abstract: Aiming at the requirement of current detection for operational amplifier performance, a new low offset operational amplifier circuit is proposed. The closed-loop current sampling circuit is composed of low-loss op-amp, PMOS tube and resistor. The whole op-discharge route is composed of main op-amp and auxiliary op-amp. The high frequency path composed of main op-amp controls the circuit bandwidth, the auxiliary amplifier low-frequency path uses chopper technology and self-zeroing technology to reduce the circuit offset. The circuit was simulated based on the 180BCD process. The simulation results show that the temperature is 27 ℃, the input offset voltage is stable at 9 μV, the operation amplifier gain is 95.50 dB, the gain bandwidth product is 28.2 MHz, the phase margin is more than 76.6°, the CMRR value is 148 dB, and the PSRR value is more than 116 dB. The circuit can be used for high measurement current detection.
Key words : operational amplifier,;current detection,;chopper technology;self-zero technology

引言

在電子設(shè)備中,,電流檢測電路發(fā)揮著重要的作用,。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,運算放大器作為一種關(guān)鍵的元件被廣泛地應(yīng)用于電流檢測電路中,,尤其是各類電子測量和控制系統(tǒng)中,。電流檢測電路分為高側(cè)電流檢測電路和低側(cè)電流檢測電路,,與低側(cè)電流檢測相比,高側(cè)電流檢測不會產(chǎn)生接地干擾,,分流電阻不再直接接地,,可以檢測出負載對地短路的情況。為了得到高精度的電流測量結(jié)果,,通常采用固有失調(diào)較低的運算放大器,,設(shè)計合適的低失調(diào)運算放大器對高精度電流檢測具有重要意義。

針對電流檢測電路的需要,,各種低失調(diào)運放被提出,。李思涵等提出了一種低閃爍噪聲、低失調(diào)CMOS運算放大器設(shè)計,,利用斬波有效地降低了失調(diào),,但其閉環(huán)帶寬略小[1]。張芳玲等提出了一種基于負反饋技術(shù)的嵌套式直流失調(diào)消除電路,,與傳統(tǒng)技術(shù)相比DCOC面積減小近一半,、帶寬有所改善,其失調(diào)電壓有所增加[2],。楊永暉等提出一種低失調(diào)軌到軌運算放大器,,輸入和輸出擺幅得到了很大的提升,但是失調(diào)電壓還有改進空間[3],。

針對上述問題,,本文提出一種應(yīng)用于電流檢測的新型低失調(diào)運放。其結(jié)構(gòu)為低失調(diào)運放,、MOS管和電阻構(gòu)成的閉環(huán)電流采樣電路,,其中運放采用了失調(diào)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、斬波技術(shù),、自調(diào)零技術(shù)以及閉環(huán)負反饋技術(shù)降低失調(diào)電壓,。失調(diào)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可以提高帶寬,有效降低失調(diào),,而利用斬波技術(shù)和自調(diào)零技術(shù)[4]可以進一步降低失調(diào),。失調(diào)電壓可以達到10 μV以下。


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作者信息:

李新1,,俞晨1,,楊森林2

(1.沈陽工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110870,;

2.深致芯微電子(上海)有限公司,,上海 201203)


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