中文数据手册

双通道、17 MHz轨到
轨FET输入放大器
AD823A
产品特性
OUT1 1
8
+VS
–IN1 2
7
OUT2
+IN1 3
6
–IN2
–VS 4
5
+IN2
AD823A
09439-001
连接图
图1. 8引脚SOIC
AD823A
OUT1 1
8
+VS
–IN1 2
7
OUT2
+IN1 3
6
–IN2
–VS
5
+IN2
4
TOP VIEW
(Not to Scale)
09439-102
单电源供电
轨到轨输出摆幅
输入电压范围扩展至地电压以下
3 V至36 V单电源供电能力
高负载驱动能力
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)
出色的交流性能：2.6 mA/放大器
−3 dB带宽：17 MHz (G = +1)
0.01%建立时间：325 ns(2 V步进)
压摆率：30 V/μs
低失真：-108 dBc(20 kHz，G = -1，RL = 2 kΩ)
良好的直流性能
输入失调电压：700 µV(最大值)
失调电压漂移：1 µV/°C
输入偏置电流：25 pA(最大值)
低噪声：14 nV/√Hz(10 kHz)
输入至供电轨无反相
图2. 8引脚MSOP封装
VS = 3V
CL = 50pF
G = +1
3.0V
应用
概述
AD823A是一款双通道、精密、17 MHz、JFET输入运算放
大器，采用超快速互补双极性(XFCB)工艺制造，可采用3 V
至36 V单电源或±1.5 V至±18 V双电源供电。它具有单电源
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
20 mV以内，从而可提供出色的输出动态范围。它还具有
40 mA的线性输出电流以及0.5 V的供电轨能力。
1.5V
0V
500mV/DIV
200µs/DIV
09439-049
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
精密仪器
图3. 输出摆幅，+VS = +3 V，G = +1
交流和直流性能的组合，加上出色的负载驱动能力，使该
放大器具有丰富多样的功能特性，非常适合ADC驱动器、
高速有源滤波器和其他低压、高动态范围系统等应用。
AD823A具有−40°C至+85°C的工业温度范围，提供8引脚
SOIC和8引脚MSOP两种封装。
直流精度性能包括最大700 μV的失调电压、1 μV/°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
GΩ。AD823A提供17 MHz、−3 dB带宽、30 V/μs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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的最新英文版数据手册。
AD823A
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
Rev. B | Page 2 of 20
AD823A
技术规格
5 V工作
除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 5 V，RL = 2 kΩ至2.5 V。
表1.
参数
动态性能
-3 dB带宽
全功率响应
压摆率
建立时间
至0.1%
至0.01%
噪声/失真性能
输入电压噪声
输入电流噪声
谐波失真(SFDR)
串扰
f = 1 kHz
f = 1 MHz
直流性能
初始失调
整个温度范围内的最大失调
失调漂移
输入偏置电流
TMAX时
输入失调电流
TMAX时
开环增益
TMIN至TMAX
输入特性
输入共模电压范围
输入电阻
输入电容
共模抑制比
输出特性
输出电压摆幅
IL = ±100 µA
IL = ±2 mA
IL = ±10 mA
线性输出电流
短路电流
容性负载驱动
电源
工作范围
静态电流
电源抑制比
条件
最小值
典型值
G = +1, VOUT ≤ 0.2 V p-p
VOUT = 2 V p-p
G = -1，VOUT= 4 V阶跃
14.1
17
4.8
30
MHz
MHz
V/µs
G = -1，VOUT= 2 V阶跃
G = -1，VOUT= 2 V阶跃
240
325
ns
ns
f = 10 kHz
f = 1 kHz
VOUT = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = −1, RF = RG = 4 kΩ
VOUT = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = +1, RL = 1 kΩ
14
1
−108
−99
nV/√Hz
fA/√Hz
dBc
dBc
RL = 5 kΩ
RL = 5 kΩ
−123
−77
dB
dB
VCM = 0 V至4 V
VCM = 0 V至4 V
0.12
0.2
1
0.3
10
0.3
3.5
175
VOUT = 0.2 V至4 V，RL = 2 kΩ
25
40
25
−0.2 to +3
差模
共模
VCM = 0 V至3 V
60
VOUT = 0.5 V至4.5 V
2.5 V源电流
2.5 V吸电流
G = +1
Rev. B | Page 3 of 20
70
0.7
1.3
25
25
20
单位
mV
mV
µV/°C
pA
pA
pA
pA
V/mV
V/mV
−0.2至+3.8
1013
0.6
1.3
73
V
Ω
pF
pF
dB
0.009至4.98
0.026至4.96
0.097至4.88
40
50
101
500
V
V
V
mA
mA
mA
pF
3
TMIN至TMAX，总值
VS = 5 V至15 V，TMIN至TMAX
最大值
5.1
94
36
5.7
V
mA
dB
AD823A
3.3 V工作
除非另有说明，TA = 25°C，+VS = 3.3 V，RL = 2 kΩ至1.65 V。
表2.
参数
动态性能
-3 dB带宽
全功率响应
压摆率
建立时间
至0.1%
至0.01%
噪声/失真性能
输入电压噪声
输入电流噪声
谐波失真(SFDR)
串扰
f = 1 kHz
f = 1 MHz
直流性能
初始失调
整个温度范围内的最大失调
失调漂移
输入偏置电流
TMAX时
输入失调电流
TMAX时
开环增益
TMIN至TMAX
输入特性
输入共模电压范围
输入电阻
输入电容
共模抑制比
输出特性
输出电压摆幅
IL = ±100 µA
IL = ±2 mA
IL = ±10 mA
线性输出电流
短路电流
容性负载驱动
电源
工作范围
静态电流
电源抑制比
条件
最小值
典型值
G = +1, VOUT ≤ 0.2 V p-p, VCM = 0.65 V
VOUT = 2 V p-p
G = −1，VOUT = 2 V阶跃，VCM = 0.65 V
13.8
17.3
3.7
23
MHz
MHz
V/µs
G = -1，VOUT= 2 V阶跃
G = -1，VOUT= 2 V阶跃
350
460
ns
ns
f = 10 kHz
f = 1 kHz
VOUT = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = −1, RF = RG = 4 kΩ
VOUT = 2 V p-p, f = 20 kHz, G = +1, RL = 100 Ω
14
1
−108
−70
nV/√Hz
fA/√Hz
dBc
dBc
RL = 5 kΩ
RL = 5 kΩ
−123
−77
dB
dB
VCM = 0 V至2 V
VCM = 0 V至2 V
0.14
0.3
1
0.3
10
0.3
3.5
63
VOUT = 0.2 V至2 V, R L = 2 kΩ
18
16
14
−0.2至
+1
差模
共模
VCM = 0 V至1 V
54
VOUT = 0.5 V至2.5 V
1.5 V源电流
1.5 V吸电流
G = +1
Rev. B | Page 4 of 20
70
1
1.8
25
25
20
单位
mV
mV
µV/°C
pA
pA
pA
pA
V/mV
V/mV
−0.2至+1.8
V
1013
0.6
1.3
71
Ω
pF
pF
dB
0.006至3.28
0.04至3.26
0.093至3.18
40
44
86
500
V
V
V
mA
mA
mA
pF
3
TMIN至TMAX，总值
VS = 3.3 V至15 V，TMIN至TMAX
最大值
5.0
80
36
5.7
V
mA
dB
AD823A
±15 V电源
除非另有说明，TA = 25°C，VS = ±15 V，RL = 2 kΩ至0 V。
表3.
参数
动态性能
-3 dB带宽
全功率响应
压摆率
建立时间
至0.1%
至0.01%
噪声/失真性能
输入电压噪声
输入电流噪声
谐波失真(SFDR)
串扰
f = 1 kHz
f = 1 MHz
直流性能
初始失调
整个温度范围内的最大失调
失调漂移
输入偏置电流
TMAX时
输入失调电流
TMAX时
开环增益
TMIN至TMAX
输入特性
输入共模电压范围
输入电阻
输入电容
共模抑制比
输出特性
输出电压摆幅
IL = ±100 µA
IL = ±2 mA
IL = ±10 mA
线性输出电流
短路电流
容性负载驱动
电源
工作范围
静态电流
电源抑制比
条件
最小值
典型值
G = +1, VOUT ≤ 0.2 V p-p
VOUT = 2 V p-p
G = −1，VOUT = 10 V阶跃
16.5
19
5.6
35
MHz
MHz
V/µs
G = −1，VOUT = 10 V阶跃
G = −1，VOUT = 10 V阶跃
380
510
ns
ns
f = 10 kHz
f = 1 kHz
VOUT = 10 V p-p, f = 20 kHz, G = −1, RF = RG =
4 kΩ
VOUT = 10 V p-p, f = 20 kHz, G = +1, RL = 600 Ω
13
1
−101
nV/√Hz
fA/√Hz
dBc
−89
dBc
RL = 5 kΩ
RL = 5 kΩ
−123
−77
dB
dB
VCM = 0 V
VCM = −10 V
VCM = 0 V
0.8
1.0
1
1.3
3.5
55
1.3
9.5
450
VOUT = +10 V至−10 V, R L = 2 kΩ
31
100
80
−15.2至+13
差模
共模
VCM = -15 V至+13 V
70
VOUT = -14.5 V至+14.5 V
0 V源电流
0 V吸电流
G = +1
Rev. B | Page 5 of 20
70
3.5
5
25
95
20
单位
mV
mV
µV/°C
pA
pA
pA
pA
pA
V/mV
V/mV
−15.2至+13.8
1013
V
Ω
0.6
1.3
90
pF
pF
dB
−14.9至+14.96
−14.97至+14.96
−14.91至+14.89
44
78
124
500
V
V
V
mA
mA
mA
pF
3
TMIN至TMAX，总值
VS = 5 V至15 V，TMIN至TMAX
最大值
6.3
94
36
8.4
V
mA
dB
AD823A
绝对最大额定值
热阻
表4.
θJA针对最差条件，即器件焊接在电路板上实现表贴封装。
额定值
36 V
见图4
±VS ± 0.7 V
±VS
见图4
−65°C至+125°C
−40°C至+85°C
300°C
4500 V
1250 V
该规格针对空气中的器件而言。
表5. 热阻
封装类型
8-Lead SOIC_N
8-Lead MSOP
θJA
120
133
2.0
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它
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
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
TJ = 150°C
1.5
8-LEAD SOIC
1.0
8-LEAD MSOP
0.5
0
–45 –35 –25 –15 –5
5 15 25 35 45 55
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
电源对器件供电时需谨慎。
单位
°C/W
°C/W
65
75
85
09439-004
MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)
参数
电源电压
功耗
输入电压(共模)
差分输入电压
输出短路持续时间
存储温度范围
工作温度范围
引脚温度(焊接，10秒)
ESD额定值(人体模型)
ESD额定值(充电装置模型)
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
AD823A
引脚配置和功能描述
–IN1 2
7 OUT2
+IN1 3
6 –IN2
–VS 4
AD823A
5 +IN2
09439-001
8 +VS
OUT1 1
图5. 8引脚SOIC的引脚配置
表6. 引脚功能描述
引脚编号
1
2
3
4
5
6
7
8
引脚名称
OUT1
−IN1
+IN1
−VS
+IN2
−IN2
OUT2
+VS
描述
输出1。
反相输入1。
同相输入1。
负电源。
同相输入2。
反相输入2。
输出2。
正电源。
OUT1 1
8
+VS
–IN1 2
7
OUT2
+IN1 3
6
–IN2
5
+IN2
–VS
4
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
1
2
3
4
5
6
7
8
引脚名称
OUT1
−IN1
+IN1
−VS
+IN2
−IN2
OUT2
+VS
描述
输出1。
反相输入1。
同相输入1。
负电源。
同相输入2。
反相输入2。
输出2。
正电源。
Rev. B | Page 7 of 20
09439-105
AD823A
AD823A
典型性能参数
1
14
0
12
10
UNITS
–1
GAIN (dB)
VS = ±2.5V
47 AMPLIFIERS
σ = 110fA
x = 270fA
–2
8
6
–3
4
–4
10k
100k
1M
10M
0
FREQUENCY (Hz)
0
100
3
VS = +5V
350 UNITS
σ = 113µV
x = 10µV
500
600
700
800
VS = +5V
2
INPUT BIAS CURRENT (pA)
60
50
40
30
20
10
1
0
–1
–2
–3
–200
–100
0
100
200
300
400
INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
–5
–5
09439-059
–300
1000
INPUT BIAS CURRENT (pA)
80
–2
–1
0
1
2
3
4
5
125
图11. 输入偏置电流与共模电压的关系
VS = +5V
–55°C TO +125°C
240 AMPLIFIERS
x = 991nV/°C
σ = 1.04µV/°C
90
–3
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
图8. 输入失调电压的典型分布图
100
–4
09439-008
–4
09439-010
UNITS
400
图10. 输入偏置电流的典型分布图
70
70
60
50
40
30
VS = +5V
VCM = 0V
100
10
1
20
10
0
–4
0.1
–2
0
2
4
6
INPUT OFFSET VOLTAGE DRIFT (µV/°C)
8
10
09439-007
UNITS
300
INPUT BIAS CURRENT (fA)
图7. 小信号带宽，G = +1
0
–400
200
09439-009
1k
09439-005
–5
2
VS = +5V
VOUT = 0.2V p-p
G = +1
0
25
50
75
100
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
AD823A
100
–40
VS = ±15V
–50
G = –1
RF = RG = 4kΩ
VS = 3V
VOUT = 2V p-p
RL = 100Ω
INPUT BIAS CURRENT (pA)
–60
10
VS = 5V
VOUT = 2V p-p
RL = 1kΩ
THD (dB)
–70
–80
–90
1
VS = 3V
VOUT = 2V p-p
RL = 5kΩ
VS = 30V
VOUT = 10V p-p
RL = 600Ω
–100
0
4
8
12
16
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
–120
100
1k
图13. 输入偏置电流与共模电压的关系
103
VS = ±2.5V
OPEN-LOOP GAIN (dB)
110
100
90
80
0.1
1
10
100
LOAD RESISTANCE (kΩ)
102
101
100
99
–55
–25
5
OPEN-LOOP GAIN (dB)
10
1
–1.5
–1.0
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
2.0
OUTPUT VOLTAGE (V)
2.5
09439-065
OPEN-LOOP GAIN (kV/V)
RL = 100Ω
–2.0
95
125
120
VS = +5V
RL = 2kΩ
CL = 20pF 100
120
100
0.1
–2.5
65
图17. 开环增益与温度的关系
PHASE
RL = 1kΩ
100
35
TEMPERATURE (°C)
VS = ±2.5 V
RL = 10kΩ
1M
RL = 2kΩ
VS = ±2.5V
图14. 开环增益与负载阻抗的关系
1000
100k
图16.总谐波失真与频率的关系
09439-011
OPEN-LOOP GAIN (dB)
120
10k
FREQUENCY (Hz)
09439-014
–4
图15. 开环增益与输出电压的关系，VS = ±2.5 V
80
80
60
60
GAIN
40
40
20
20
0
0
–20
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
图18. 开环增益和相位裕量与频率的关系
Rev. B | Page 9 of 20
–20
100M
PHASE MARGIN (Degrees)
–8
09439-060
–12
09439-069
0.1
–16
09439-516
VS = 5V
VOUT = 2V p-p
RL = 5kΩ
–110
AD823A
10
40
30
20
10
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
8
1%
0.01%
4
2
0
–2
0.1%
–4
1%
0.01%
–6
–8
VS = ±15V
CL = 20pF
–10
100
200
300
400
500
600
700
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
VS = ±2.5V
CL = 20pF
RL = 2kΩ
G = +1
0
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
0.1%
6
09439-020
OUTPUT STEP SIZE FROM 0V TO VSHOWN (V)
+VS = +5V
09439-016
INPUT VOLTAGE NOISE (nV/√Hz)
50
80
–1
+125°C
+25°C
–55°C
+VS = +5V
70
CMRR (dB)
–2
VS = ±15V
90
60
50
–3
40
–4
6.24
9.21 12.18 15.15 18.12 21.09 24.06 27.03 30.00
FREQUENCY (MHz)
20
10
10
OUTPUT SATURATION VOLTAGE (V)
OUTPUT RESISTANCE (Ω)
10
1
0.1
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
09439-053
0.01
1k
10k
100k
1M
10M
100
图23. 共模抑制比与频率的关系
VS = +5V
G = +1
0.001
100
1k
FREQUENCY (Hz)
图20. 闭环带宽与温度的关系
100
100
09439-061
3.27
09439-052
–5
0.30
09439-021
30
图21. 输出电阻与频率的关系，+VS = +5 V，G = +1
+VS = +5V
1
0.1
VS TO VOH
25°C
0.01
0.001
0.1
VOL
25°C
1
10
LOAD CURRENT (mA)
图24. 输出饱和电压与负载电流的关系
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AD823A
8
16
7
14
6
12
+VS = +5V
VIN
RS
+125°C
5
+25°C
–55°C
4
3
2
1
10
8
Φm = 45°
6
4
Φm = 20°
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
SUPPLY VOLTAGE (±V)
0
09439-525
0
0
+PSRR
5
6
7
8
9
10
VS = +5V
GAIN = +1
–70 RL = 2kΩ
–PSRR
–80
CROSSTALK (dB)
70
60
50
40
30
–90
–100
–110
20
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–130
1k
10k
图26. 电源抑制比与频率的关系
30
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
图29. 串扰与频率的关系
VS = 3V
G = –1
VOUT = 2.9V p-p
RL = 2kΩ
G = +1
25
3V
20
VS = ±15V,
VIN = –15.2V TO +13.8V
15
1.5V
10
0V
VS = +5V, VIN = –0.2V TO +3.8V
VS = +3V, VIN = –0.2V TO +1.5V
100k
500mV/DIV
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
10µs/DIV
09439-125
0
10k
图30. 输出摆幅，+VS = ±1.5 V，G = −1
图27. 大信号频率响应
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09439-025
5
09439-063
–120
10
0
100
OUTPUT VOLTAGE (V p-p)
4
–60
+VS = 5V
09439-526
POWER SUPPLY REJECTION RATIO (dB)
3
图28. 串联电阻与容性负载的关系
100
80
2
CAPACITANCE (pF × 1000)
图25. 静态电流与电源电压的关系
90
1
09439-067
SERIES RESISTANCE (Ω)
QUIESCENT CURRENT (mA)
CL
AD823A
5.0
VS = 5V
G = +2
RL = 2kΩ VOUT = 2V p-p
CL = 50pF
VS = 5V
4.5 G = –1
RF = RG = 2kΩ
4.0 RL = 300Ω
CL = 50pF
1V
AMPLITUDE (V)
3.5
3.0
2.5
0V
2.0
1.5
–1V
0.5
500mV/DIV
200µs/DIV
0
500mV/DIV
100ns/DIV
09439-048
09439-328
1.0
图34. 脉冲响应，+VS = ±2.5 V，G = +2
图31. 输出摆幅，+VS = +5 V，G = -1
RL = 604Ω
VS = ±15V
G = +1
CL = 50pF
VOUT = 20V p-p
VS = 5V
G = +1
VOUT = 3V p-p
RL = 2kΩ
CL = 50pF
4V
10V
0V
2.5V
–10V
20µs/DIV
500mV/DIV
图32. 输出摆幅，VS = ±15 V，G = +1
图35. 脉冲响应，+VS = ±2.5 V，G = +1
VS = 3V
G = +1
VIN = 100mV STEP
1.55V
100ns/DIV
09439-535
5V/DIV
09439-028
1V
VS = 5V
G = +1
RL = 2kΩ
CL = 470pF
3V
1.5V
2.5V
2V
50ns/DIV
500mV/DIV
图33. 脉冲响应，+VS = ±3 V，G = +1
200ns/DIV
图36. 脉冲响应，+VS = +5 V，G = +1，CL = 470 pF
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09439-034
25mV/DIV
09439-533
1.45V
AD823A
VS = ±15V
G = +1
RL = 100kΩ
CL = 50pF
10V
0V
5V/DIV
500ns/DIV
09439-035
–10V
图37. 脉冲响应，VS = ±15 V，G = +1
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AD823A
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 Ω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
kΩ。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。
+VS
VBIAS
–IN
OUTPUT
DRIVE
+IN
OUT
S1N
09439-138
S1P
–VS
图38. 原理示意图
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AD823A
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
在AD823A中，N通道JFET提供低失调、低噪声、高阻抗
负；电流从输入引脚流出。如果输入电压驱动至+VS − 0.7 V
输入级。最低输入共模电压从低于−VS 0.2 V扩展至1.2 V <
以上，随着内部器件结的正向偏压，输入电流反相，如图
+VS。驱动更靠近正供电轨的输入电压可造成放大器带宽
11所示。
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
在高至+VS的输入电压下(包括+VS)，AD823A不会发生反
于–Vs 300 mV以下，AD823A输入端应串联限流电阻。若
相。图39显示了AD823A电压跟随器对0 V至5 V(+VS)方波
输入的响应。输入与输出相叠加。输出极性跟踪+VS以下
放大器在以上任一条件下持续10秒以上，器件将会受损。
与AD823A输入端串联的1 kΩ电阻允许放大器承受最高10 V
的输入极性，且无反相。高于4 V输入的低带宽可导致输出
的连续过压，所增加的输入电压噪声很小，可忽略不计。
波形的舍入。对于大于+VS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
入串联的电阻(RP)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，
大，RP范围为1 kΩ至10 kΩ。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
略。图41表示对于低于10 kΩ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 kΩ
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
INPUT
OUTPUT
1V
09439-064
0V
2µs
NOISE (nV/ Hz)
TOTAL AMPLIFIER NOISE
10
AMPLIFIER VOLTAGE AND
CURRENT NOISE
图39. 输入和输出响应：RP = 0 kΩ，VIN = 0 V to +VS
OUTPUT
1
10
100
1k
10k
SOURCE RESISTANCE (Ω)
100k
09439-338
INPUT
6V
SOURCE RESISTANCE
NOISE
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
Ω。当驱动较大电流负载时，此特性可用于估计输出饱和
10µs
电压。例如，驱动5 mA时，供电轨的饱和电压约为165 mV。
5V
VIN
AD823A
VOUT
09439-039
RP
图40. 输入和输出响应：VIN = 0 V至+VS + 1 V，
VOUT = 0 V至+VS + 400 mV，RP = 4.99 kΩ
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AD823A
宽带光电二极管前置放大器
容，包括CS和放大器输入电容CD、CM。RF与总电容产生环
路频率的一个极点(fp)。
CF
(2)
RF
随着来自放大器开环响应的额外极点，双极点系统由于相
–
CM
CS
+
VB
VOUT
CD
RSH = 1011Ω
CM
AD823A
09439-055
IPHOTO
位裕量不足而产生峰化和不稳定(见图43 (A)，无补偿)。
增加CF可以在环路传输中创建一个零点，它能补偿输入极
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
AD823A非常适合光电二极管前置放大器应用。它的低输
带补偿)。信号带宽和零点频率由下式决定：
(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
大器的信号带宽。图42表示AD823A用作电流至电压(I/V)
将零点设为频率fx，可以使相位裕量达到45°，同时最大化
转换器和一个光电二极管的电气模型。
信号带宽。由于fx是fp和fu的几何平均值，它可由下式计
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
算：
(4)
示：
(1)
其中，IPHOTO为光电二极管的输出电流，RF和CF的并联组
合并公式2、公式3和公式4可得，产生fx的CF数值为：
(5)
合设置信号带宽(参见图43中电流至电压增益曲线)。注意
此时的频率响应显示大约2 dB的峰化和15%的过冲。将CF加
应设置RF，以便使最大可能输出电压与最大二极管电流
倍以及将带宽减半会使频率响应平坦化，瞬态过冲约为
IPHOTO相对应。用户应充分利用全部输出摆幅。
5%。
此前置放大器所能实现的稳定带宽是以下参数的函数：
RF、放大器的增益带宽积(fu)，以及放大器求和点的总电
Rev. B | Page 16 of 20
AD823A
OPEN-LOOP GAIN
|A (s)|
|A| (dB)
OPEN-LOOP GAIN
fx
fx
I TO V GAIN
fz
G = R2C1s
G = 1 + CS/CF
fn
G=1
f
fu
0°
90°
–45°
45°
–90°
log f
–135°
fu
fp
f
0°
–45°
–180°
–90°
(A) WITHOUT COMPENSATION
09439-400
PHASE (°)
fp
G = RFCS(s)
G=1
log f
(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
器的输入电压噪声VNOISE和RF产生的电阻噪声。图43中的
49.9kΩ
灰色曲线表示光电二极管前置放大器频率的噪声增益。噪
+5V
声带宽为频率fN，可由下式计算：
0.1µF
–5V
(6)
VOUT
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
–5V
表示IPHOTO为1 µA p-p时，AD823A的跨导响应。当放大器通
图44. 光电二极管前置放大器
过CF = 1.2 pF最大化相位裕量(为45°)时，其带宽为2.2 MHz。
注意由于CF具有来自PCB的寄生效应，峰化仅为0.5 dB且带
95
94
表8列出光电二极管前置放大器的噪声源和总输出噪声，
此时前置放大器配置为45°相位裕量以达到最大带宽，并
93
IPHOTO = 1µA p-p
CF = 2.7pF
92
91
90
IPHOTO = 1µA p-p
CF = 1.2pF
89
88
87
86
85
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图45. 光电二极管前置放大器频率响应
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10M
09439-144
且fz = fx = fn。
TRANSIMPEDANCE GAIN (dB)
宽略微下降。将CF提升至2.7 pF则完全消除了峰化。然而，
这样做却使得带宽下降至1.2 MHz.。
09439-050
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
AD823A
表8. 光电二极管前置放大器的RMS噪声贡献
贡献因素
RF
(µV)1
55.17
表达式
VNOISE
138.5
RSS总和
1
149.1
均方根噪声(RF = 50 kΩ、CS = 5 pF、CF = 1.2 pF、CM = 1.3 pF、CD = 0.6 pF)。
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(fc)和Q因数可计算如下：
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。
(8)
C1
200pF
RT
49.9Ω
R2
1.12kΩ
C2
100pF
因此，可通过正确调整电阻值和电容值的因数轻松调节截
+VS
止频率。例如，将R1和R2的数值提升10倍便可使之成为
AD823A
一个100 kHz的滤波器。注意本例中Q因数保持不变。
VOUT
09439-146
VIN
R1
1.12kΩ
–VS
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
–9
–12
–15
–18
–21
–24
–27
–30
–33
–36
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
09439-147
MAGNITUDE (dB)
–6
图47. 双极巴特沃兹有源滤波器响应
Rev. B | Page 18 of 20
AD823A
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
能，需仔细对电路板进行布局布线。PCB表面必须干净且
VOUT
VIN
AD823A
VOUT
VIN
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
VIN
生电阻。在放大器输入周围使用保护环可进一步降低泄漏
VOUT
电流。图48显示应如何配置保护环，图49给出表面贴装布
09439-152
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
低泄露电流，可使用特氟龙支柱绝缘体将元器件安装在
R2
V+
AD823A
R2
R1
VIN1
VIN2
GUARD
RING
GUARD
RING
VREF
VREF
V–
图49. AD823A SOIC采用保护环的布局俯视图
Rev. B | Page 19 of 20
09439-153
PCB上。
R1
AD823A
外形尺寸
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
8
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
5
1
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
4
1.27 (0.0500)
BSC
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
COPLANARITY
0.10
SEATING
PLANE
0.50 (0.0196)
0.25 (0.0099)
45°
8°
0°
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
012407-A
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
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
3.20
3.00
2.80
8
1
5.15
4.90
4.65
5
4
PIN 1
IDENTIFIER
0.65 BSC
0.95
0.85
0.75
15° MAX
1.10 MAX
0.40
0.25
6°
0°
0.23
0.09
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
0.80
0.55
0.40
10-07-2009-B
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
图51. 8引脚超小型MSOP封装
(RM-8)
图示尺寸单位：mm
订购指南
型号1
AD823AARZ
AD823AARZ-RL
AD823AARZ-R7
AD823AARMZ
AD823AARMZ-R7
AD823A-2AR-EBZ
AD823A-2ARM-EBZ
1
温度范围
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
封装描述
8引脚 SOIC_N
8引脚 SOIC_N，13”卷带和卷盘
8引脚 SOIC_N，7”卷带和卷盘
8引脚 MSOP
8引脚 MSOP，7"卷带和卷盘
8引脚 SOIC评估板
8引脚 MSOP评估板
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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封装选项
R-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
标识
H34
H34