美国国家半导体公司日前宣布,已经采用专有的全新VIP50工艺技术,成功开发6款无论在准确度、功耗及电压噪音都有大幅改善的运算放大器,预计这些新芯片可以满足工业应用、医疗设备及汽车电子系统等产品市场的需求。这几款芯片除了在上述几方面有大幅改进之外,所采用的封装也极为小巧,因此也很适合便携式电子产品采用。

　　美国国家半导体推出了4款型号分别为LMV651、LMV791、LPV511及LPV7215的全新放大器,其特色是增益带宽积达到世界的先进水平。以12MHz单位增益带宽的LMV651放大器为例来说,这款放大器比采用SOT及SC70封装的主要竞争产品节省多达90%的用电。其他的产品也各有自己的优点,其中包括低至1μA以下的电流以及高达12V的操作电压等特色,而采用SC70封装的纳安(nanoamp)比较器则只有6.6μs的传播延迟。

　　美国国家半导体一直致力壮大高精度放大器系列的产品阵容,此次推出的LMP7701及LMP7711是该公司这方面的努力成果。这两款芯片是该公司新一代运算放大器系列的首两个型号,具有性能更高、输入偏置电压低于300μV、输入偏置电压保证低于200fA、以及操作电压高达12V等优点。

　　LMP7711单组装运算放大器可以提供低电流(50fA)MOS输入,但所产生的噪音仍然不会超过7nV/sqrt Hz,这个优点有助减少失真及信号调节错误。由于这款放大器获得高精度薄膜电阻及准确匹配的晶体管配对为其提供支持,因此输入电压偏移错误保证不会超过200μV,共模抑制比(CMRR)又可提高至95dB,而电源抑制比(PSRR)则可提高至100dB。此外,即使这款芯片在 -40℃至125℃的极端温度情况下操作,其偏移电压漂移(TCVos)仍可保持在1μV/℃的低水平。

　　LMP7701高精度放大器可以利用2.7V至12V的供电电压操作,而且可以提供满摆幅CMOS输入,其输入偏压电流低至只有200fA。工程师可以利用微调及设计技术彻底清除传统满摆幅输入放大器常有的较大偏移错误,以便改善输入偏移电压,使整个共模电压范围(0V至12V)内的输入偏移电压不会超过300μV。这款放大器芯片也采用已注册专利的校正技术,以调低偏移电压温度系数,以CMOS高精度放大器为例来说,这个系数通常都很大。这两款产品都采用SOT23封装。

　　LMV791低噪音CMOS输入运算放大器的频带噪音只有5.8nV/sqrt Hz,可说较为平坦。此外,这款运算放大器的偏移电压低至不足1.3mV,而温度系数则低至不足3μV/℃,这两个优点有助提高系统的整体准确性。这款芯片的PSRR高达100dB,而CMRR则高达95dB,这两个优点可确保直流电的表现符合高性能应用的要求。此外,这款芯片的停机功能可将空闲模式的功耗减至1μA以下。LMV791采用6引脚的TSOT23封装。
LMV651芯片采用高效率的设计,操作时只耗用115μA的电流,比旧型号运算放大器节省多90%的用电,但即使这样,这款芯片仍可支持12MHz的单位增益带宽,而中频噪音电压则低至只有17nV/sqrt Hz。由于这款芯片拥有不足1mV的输入偏移电压、100dB CMRR及95dB PSRR等优点,因此可以在多种不同的输入电压及供电电压情况下改善直流电系统的整体准确度。LMV651芯片采用SC70封装。

　　LPV511微功率运算放大器所需的供电不超过900nA,而LPV7215微功率比较器则只耗用不超过600nA的供电电流。这两款芯片都设有满摆幅输入及输出。LPV511芯片可在2.7V至12V的电压范围内操作,而LPV7215比较器的操作电压则介于1.8V与5V之间。LPV7215芯片的传播延迟只有6.6μs,使这款芯片可以迅速发现是否有电压错误情况出现,一旦发现错误,芯片会立即将准确的输出响应传送到微控制器或其他系统诊断集成电路。这几款芯片都采用SC70封装,而且都可在–40℃至 +85℃的温度范围内操作,因此最适用于电池必须长期开启的系统如烟雾探测器以及工业系统、电信设备及汽车电子系统。

　　上述6款新产品都按照VIP50工艺设计。VIP50是一种绝缘硅BiCMOS工艺技术,其优点是可以利用可微调而高度准确的薄膜电阻改善生产,这是专为开发先进模拟运算放大器及比较器的工艺技术。美国国家半导体今后可以利用VIP50工艺设计一系列全新的高精度运算放大器以及具有最高功率转换效率的其他低电压放大器产品。