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精益求精:世健皮安级评估套件搭载ADI飞安级运算放大器

关键词:世健皮安级评估套件ADI放大器AD549CMOS工艺

时间:2017-08-07 16:35:07       来源:中电网

电流的计量单位是安培,比安培小的电流可以用毫安(mA)、微安(μA)、纳安 (nA)、皮安(pA)、飞安(fA)来表示,它们之间以千进位换算。让我们先来了解一下日常电子设备的电流情况?一般来讲,手机看视频的功耗大概是200 mA;手机待机的功耗约为7.5 mA;手表的功耗较小为9μA,而对于OLED来讲每个像素点电流约小于1pA的水平。说了这么多,笔者就想告诉你,随着科技的进步,在不同应用中的电流会越来越小,甚至需要皮安级检测仪去测试。而检测仪中一个重要的器件—运算放大器,用来调节信号,它的精度,决定了测试仪的灵敏度。Analog Devices(ADI)去年推出业界首款支持20飞安(fA)电流的放大器ADA4530,广泛应用在化学分析、环境监控、过程控制等仪器上,如气相色谱仪、定便器、火焰离子化检测器、光谱议等。

ADI 线性产品部应用工程师郭剑分享到:早在50多年前ADI便提出在气相色谱仪中,用放大器实现的电路去改善此仪器的灵敏度。30年前,ADI又推出一款放大器AD549,此产品一直延用至今。去年ADA4530的诞生将ADI放大器产品又推向新的高度。


图:ADI 线性产品部应用工程师郭剑在媒体会上

揭秘ADA4530如何支持飞安级电流

据郭剑介绍,市场中在售约700多个型号的放大器均是基于Bipolar、J-FET、CMOS三种工艺而设计。其中J-FET,CMOS两种工艺是实现低偏置电流最好的选择,在ADI放大器产品中,有这样三款典范,我们来对比一下:

AD549这款旗舰性产品采用J-FET工艺,但因要实现偏置电流最大60fA的指标,此芯片内部没有ESD二极管,导致AD549的ESD的等级比较低,电压只有1000V,这便给用户带去一定的设计障碍。

ADI另外一款放大器AD462,同样采用J-FET工艺。因内部加了一个ESD的二极管用来保护放大器,电压提高到4000V,但偏置电流只有10pA。

而现今的ADA4530,采用CMOS工艺,内设多个二级管用来实现对 ESD的保护功能,因此ESD可达4000V。值得一提的是,在25-85℃范围内,偏置电流最高达20fA,这是一个突破性的数字,目前业界领先。接下来随笔者一起看看这种指标是怎么做到的?

“ADA4530的优势表现在偏置电流和湿调电压的指标上”郭剑介绍说:“我们在设计中用到一个特殊的电路即反冲器,此反冲器强制流过下图中的D1-D4的电压后,二级管两端电压相同,不会有电流流过,通过这样一种特殊的设计,规避了之前由于引入ESD二极管导致的漏电流问题。使得ADA4530既有4000V的ESD等级,同时具有极小的偏置电流。“


图:ADA4530电路图

基于ADA4530为核心的评估套件

世健公司为全球电子元件分销商25强,通过研究产品,对市场方向和科技趋势提供从元器件、解决方案到技术支持的服务。

世健公司技术支持部高级经理熊祥表示,由于ADA4530信号非常敏感,一定程度上增加了客户的设计挑战,其中包含一些噪声、灰尘、温度、湿度的变化都将对此微弱的信号带来干扰。作为分销商,为客户选择一款满意的芯片关系到整个系统的性能的提升。
为此,世健公司开发出以ADA4530为核心模块化、涵盖不同应用场景的评估套件,进一步帮助客户顺利的评估此器件。


图:世健公司技术支持部高级经理熊祥

此套件由4部分组成,分别是电流输入转换板、电压输入缓冲板、兼容AD549的引脚转换板、ADC数据采集板,整套电路设计保持与客户实际电路一致,可应用在光度计、气相色谱仪、火焰离子化探测器、pH计等仪器。


图:世健公司开发的评估套件

此评估套件采用插拔式设计接口,方便客户选择不同型号的器件。同时,世健也为此做了整个屏蔽罩的设计,客户可以直接把整个电流的转换板装在屏蔽盒之后,放在自己的分析仪器里,通过对应的屏蔽线输出接到自己的系统,直接可以观看效果。为兼容客户原有AD549,此套件中包含一个引脚转换板,让用户成功的在原来的产品上直接评估ADA4530。

据悉,世健成立后的第一个代理客户便是ADI,至今一直保持良好的合作关系,最近荣升为ADI战略合作伙伴,相信两家公司的深度合作一定会为客户带来更先进、更广泛的产品和方案。

 

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