课程思政下运算放大器的混合式教学探索

在理工科核心课程中开展课程思政教育是当前教育发展的新模式。运算放大器是电路理论分析课程中的一个多端元件,对于帮助理解受控源有着非常重要的意义,同时在工程中有着多种实际应用。借助混合式教学这一模式,将思政教育贯彻到运算放大器的教学中,在传授知识的同时培养学生的爱国情怀和敬业精神。

基于运算放大器的超导纳米线单光子探测器低温直流耦合读出电路

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个宽带宽的低温直流耦合读出电路.本文报道了基于商用高速运算放大芯片OPA855搭建的SNSPD低温直流耦合放大读出电路,系统表征了该电路从室温300 K到低温4.2 K下的性能参数.通过提升OPA855的工作电压,解决了电路在低温下带宽损失的问题.进一步,将OPA855放大电路安装在40 K温区,使用其实现了SNSPD探测性能的实验评估.相对于常规室温交流耦合电路,SNSPD的最大计数率约提升了1.3倍.本研究可为OPA855芯片在高速SNSPD等低温领域提供相关参考信息.

人工智能在运算放大器设计中的应用研究

近年来,人工智能技术在集成运算放大器设计中的应用成效逐步显现。本文阐述了利用神经网络技术,辅助运算放大器设计的基本原理和研究现状。重点描述了如何通过使用深度Q网络结合粒子群优化、多目标遗传算法结合SPICE优化、贝叶斯优化等人工智能设计方法,提高运算放大器设计效率、获得更好的器件性能,并对人工智能技术对芯片设计未来发展的影响进行了展望。可为采用人工智能技术辅助放大器设计的模拟集成电路设计人员提供参考。

一种非匹配模式恒定跨导的轨到轨运算放大器

针对传统轨到轨运算放大器输入级跨导恒定受工艺影响,提出了一种非匹配模式低失调恒定跨导轨到轨运算放大器,输入级电路采用最大电流控制法。该运放通过对P输入对管电流的监测,来控制N输入对管的电流,从而实现与工艺无关的恒定跨导的要求。输出级采用折叠式共源共栅的有源负载与AB类控制的输出级结合,提高电压增益,增加电压输出动态范围。运放基于DB Hitek 0.18μm工艺完成电路设计。仿真结果表明:在电源电压为+2.5 V和−2.5 V时,该运放的共模输入范围为−2.5~2.5 V,动态输出范围为−2.5~2.5 V,平均输入失调电压为12.7μV,开环增益为98 dB,相位裕度为73.1°,带宽为73.1 MHz,电源抑制比为90 dB,共模抑制比为95 dB,压摆率为57.1 V/μs,跨导变化率仅为4.9%,满足了恒定跨导的要求。

运算放大器特性参数实验设计

电子元器件的工作特性参数是电路学习及实践应用中重要知识点,需要通过实验教学予以强化。在实验教学环节中围绕运算放大器若干关键参数,设计启发式探索实验,利用基于Spice模型的Tina软件仿真以及面包板电路调试,“虚实结合”,引领学生逐步了解工程实现电路中运算放大器参数特性对电路性能的影响,初步掌握实际应用中如何对照需求,运用理论课程中所学知识进行器件选型。

宽带电流反馈运算放大器OPA623及其应用

以电流模技术和互补双极工艺制造的集成电路具有良好的高频性能 ,用其构成的电流反馈放大器频带宽 ,转换速率高 ,在视频和射频信号的放大和处理以及高速数字通信系统中都得到广泛的应用。通过OPA6 2 3集成“运放” ,简要介绍电流反馈放大器的原理、性能及其在高清晰度电视及有线电视传输中的应用。

基于偏流补偿的低失调运算放大器的设计

基于双极型工艺,设计了一种具有低输入失调电压、低输入偏置电流的运算放大器。电路结构包含偏置电路、差分输入级电路、中间级电路和输出级电路。差分输入级电路采用共射-共基耦合对,能够降低失调电压,并且采用基极电流补偿结构抵消输入偏置电流在外围电路上所产生的影响,提高电路精度。中间级为整个电路提供增益,并且将双端输入信号转换为单端输出信号。输出级电路为AB类输出级,具有低静态功耗,能够提高电路效率,增大电路带负载能力并为负载提供更多功率。电路采用齐纳修调技术,在封装后对芯片进行修调,避免封装后引入的二次失调。流片后测试结果表明:在±15 V电源电压条件下,输入失调电压≤10μV,输入偏置电流≤3 nA,输入失调电流≤1.5 nA,大信号电压增益≥110 dB。

JFET构成的运算放大器输入过压保护电路设计

为弥补传统运算放大器输入过压保护电路中电阻加钳位二极管结构的缺陷,设计一种新型输入过压保护电路。电路采用中科渝芯4μm双极工艺完成设计,主要由结型场效应管器件JFET以及钳位二极管构成,利用JFET沟道夹断原理使过压电流最终趋于饱和,实现过压保护功能。采用对称性设计,使正负过压下饱和过压电流相等。经仿真实验,结果表明此款运算放大器的输入过压保护电路相较传统结构噪声更小,对过压电流具有更强的限制作用,具有一定的应用价值。

宽频带双输入运算放大器OPA678

本文介绍了美国BURR -BROWN公司的宽频带双输入集成运算放大器OPA678的四种典型应用电路 ,并对使用中的一些问题和注意事项作了具体说明。

一种采用单运算跨阻放大器实现的模拟乘法器

针对广泛应用于核电子技术领域的模拟乘法器进行了研究,提出了一种采用单运算跨阻放大器实现的模拟乘法器。首先基于运算跨阻放大器的基本结构和输入输出关系,提出了基于单OTRA的基本乘法器电路。然后,为了消除OTRA的有限跨阻增益对乘法器的影响,提出了在直流偏置下叠加小信号的实现方案和基于MOS的乘法器结构,以实现对高频应用的补偿。还讨论了其作为平方器和振幅调制器的应用。最后通过PSPICE仿真验证了提出的理论设计,表明仿真结果与理论设计吻合得很好。

某型运算放大器失效机理研究

针对某系统调试过程中出现的某型运算放大器塑封固定后测试不合格问题,通过制定失效分析方案探究其失效机理。对失效样品进行电参数测试,发现输出电压异常,同时偏置电流、输入失调电压等参数超差,初步判定失效机理为静电损伤,随后进行I-V特性曲线测试和对比分析,确认第2路输入端口对正电源端口开路。通过X射线检测和颗粒碰撞噪声检测排查器件封装内部可能存在的缺陷及可动多余物,并将器件开封,观察内部结构和版图,发现Pin5处存在明显的击穿痕迹。以最大耐受值电压为起始电压,步进为100 V,对合格样品进行人体模型静电放电试验,验证了运算放大器因静电放电导致晶体管击穿烧毁的失效机理。

轨到轨运算放大器设计——创新电荷泵结构应用

主要探讨了创新的电荷泵轨到轨输入级和 AB 类输出结构的应用。文章首先对整体电路的功能特点进行了详细分析,解释了如何通过各个模块的协同工作实现高效率和高性能。这些模块包括带隙基准模块、振荡器模块、电荷泵模块、主运放模块。每个模块的实现方式和结构都进行了深入探讨,揭示了它们如何共同贡献于整体电路的高效运作。最后,文章通过电路仿真结果验证了所提出设计的有效性,展示了在不同条件下的性能指标,证实了这种设计在实际应用中的可行性和优势。

一种低压低噪声运算放大器的设计

阐述基于0.18μm COMS标准工艺设计一种新型低压低噪声运算该放大器电路。相比传统运算,该放大器采用双端输入、双端输出,采用改进型反馈式AB类输出级,有效降低放大器噪声与功耗。

一种高性能CMOS运算放大器的设计

为适应当前芯片趋于高速电路的发展趋势。本文设计了一款具有高宽带、高增益性能的运算放大器电路。它采用了深亚微米CMOS的28nm工艺和IO端口1.8 V电源电压来实现。该电路主要利用了增益自举增强技术结合共源共栅结构来提升放大器的增益。在Cadence环境下完成电路设计和Spectre仿真验证,仿真结果表明:电路的直流增益达到96 dB以上,单位增益带宽为251 MHz,电源电压抑制比为86.7 dB,压摆率为33 V/us(负载电容为1pF),功耗小于0.15 mW,实现了较低的电路功耗。这在高速电路的比较、滤波等应用具有重要的参考价值。

一种高性能CMOS二级运算放大器的设计

基于0.18μm标准CMOS工艺设计了一款高性能的二级运算放大器,输入级采用pmos差分对输入的折叠式共源共栅结构,输出级采用共源级结构,两者级联实现双端输入单端输出;整个电路由带隙基准源提供稳定的偏置。在1.8V工作电压和0.9V共模电压下进行仿真,该运放静态功耗为1.37mW,开环直流增益为117.36dB,相位裕度为77.73°,单位增益带宽100.4MHz(负载电容2pF),压摆率为51.24V/μs,共模抑制比为109.41dB,负电源抑制比为123.58dB,版图面积为180μm×253.5μm。仿真结果表明本文设计的电路结构稳定,性能优越。

OPA128静电计级运算放大器

介绍具有超低偏置电流超高输入电阻的静电计级运算放大器OPA128的特点,应用中的特殊问题和典型应用电路.

OPA541单片功率运算放大器及其典型应用

ＯＰＡ５４１功率运算放大器是美国ＢＢ公司研制的单片式高电压、大电流运算放大器。本文介绍了它的工作原理、主要性能指标、封装形式和典型应用。

运算放大器共模抑制比的仿真与测试

从运算放大器共模抑制比(CMRR)定义开始,对多种仿真和测试方法进行分析和比较,深入论述辅助元器件(如电阻和辅助放大器)对待测器件(DUT)仿真和测试结果的影响,分别总结出适合于仿真和测试的方法,为运算放大器设计过程中的仿真验证和封装后的测试提供参考。

双极运算放大器的辐射效应和退火特性

本文介绍了ＯＰ－０７双极运算放大器的６０Ｃｏγ射线、不同能量电子和质子的辐照试验以及６０Ｃｏγ和电子辐射损伤在室温和１００℃高温条件下的退火效应，揭示了双极运算放大器电参数对不同射线的辐照响应规律；研究了不同辐射源对双极运算放大器的不同辐射损伤机理；并对质子辐照损伤程度与能量的依赖关系以及质子辐照损伤同６０Ｃｏγ和电子辐照损伤的差异进行了探讨．结果表明，界面态的产生是６０Ｃｏγ和电子辐照损伤的主要原因，而位移效应造成的体损伤在质子辐照效应中占有重要地位．

集成运算放大器的特性及其在音频放大器中的应用(六)——高速运算放大器OPA627

TI公司生产的0PA627运算放大器具有精度高、音质好的优点．被公认为是一种高级的运算放大器。本文将对它的相关情况进行较为详细地介绍。