ZHCSKF8F October 2019 – January 2022 OPA2991 , OPA4991 , OPA991
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设计人员经常会对放大器的典型规格提出质疑,以便设计出更稳健的电路。工艺技术和制造过程上存在自然差异,因此放大器的每种规格都与理想值存在一定的偏差,例如放大器的输入失调电压。这些偏差通常遵循高斯(“钟形曲线”)或正态分布,即使Topic Link Label6.7中没有最小值或最大值规格,电路设计人员也可以利用该信息来确定其系统的限值空间。
图 7-11 显示了一个分布示例,其中 µ 或 mu 是分布的平均值,而 σ 或 sigma 是系统的标准偏差。对于表现出这种分布的规格,可以预期所有器件中大约三分之二 (68.26%) 器件的值落在平均值的一个标准差或一个 sigma 内(从 µ–σ 到 µ+σ)。
Topic Link Label6.7的典型值列中列出的值以不同的方式表示,具体取决于规格。根据一般的经验法则,如果规格本身具有非零平均值(例如增益带宽),那么典型值等于平均值 (µ)。然而,如果规格的平均值本身接近于零(例如输入失调电压),那么典型值等于均值加上一个标准偏差 (µ + σ),这样才能最为准确地表示典型值。
您可以使用此图表来计算器件中某个规格的近似概率;例如,对于 OPAx991,典型的输入电压失调值为 125µV,因此预计所有 OPAx991 器件中有 68.2% 的器件都具有 -125µV 至 125µV 的失调电压。在 4 σ (±500µV) 条件下,分布的 99.9937% 都具有小于 ±500µV 的失调电压,这意味着总体的 0.0063% 位于这些限值之外,相当于 15,873 个器件有 1 个器件超出该限值。
在最小值或最大值列中具有值的规格由 TI 确保,超过这些限值的器件会被从生产材料中剔除。例如,OPAx991 系列器件在 25°C 条件下的最大失调电压为 675µV,尽管这相当于约 5σ(约为 1:1700000,这极不可能),TI 确保任何失调电压大于 675µV 的器件都将会被从生产材料中剔除。
对于最小值或最大值列中没有值的规格,可考虑为应用选择 1 σ 值的足够限值空间,并使用该值来设计最差情况下的电路。例如,6 σ 值相当于大约5亿分之1的单位,这种情况极不可能,并可以作为一个宽保护空间选项来设计系统。在这种情况下,OPAx991 系列在失调电压漂移上没有最大值和最小值,但根据图 6-2 和Topic Link Label6.7 中 0.3µV/°C 的典型值,可以计算出失调电压漂移的 6σ 值约为 1.8µV/°C。在为最坏情况的系统条件进行设计时,可以使用该值来估计整个温度范围内的最坏失调电压,而不用知道实际的最小值或最大值。
然而,随着时间的推移,工艺差异和调整会改变典型的平均值和标准偏差,除非最小值或最大值规格列中给出了值,否则 TI 无法保证器件的性能。此信息应该只能用于估算器件的性能。