摘要：介紹了Burr-Brown公司生產的寬帶運算跨導放大器OPA660的特性和工作原理，分析了它的三種基本組態以及與三極體電路的異同，對使用中的具體問題作了說明，並介紹了二個典型的應用電路。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/226473.htm關鍵詞：運算跨導 電壓控制電流源 自動增益控制 OPA660
1 概述
OPA660是一個可靈活設計成高性能視頻、射頻和中頻電路等寬帶系統的單片集成放大器。它內含寬帶、雙極性的集成電壓控制電流源（運算跨導放大器OTA）和一個電壓緩衝放大器。
OTA可以看作是一個理想的晶體三極體，它有三個引出端，一個是高阻輸入端B，一個是低阻輸入/輸出端E，一個是電流輸出端C。然而，OTA是一個零偏的雙極性輸出器件，在差動輸入電壓為零時輸出電流亦為零，當B、E之間的電壓為正或負時，其輸出電流流出或流進C端，所以，OTA既可當作一個NPN型電晶體工作，也可當作一個PNP型電晶體工作，這就是「雙極性」的含義。
OTA的增益和相位誤差分別為0.06%和0.02°，緩衝放大器具有850MHz的開環帶寬和3000V/μs的轉換速率。運算跨導放大器的跨導可以由一個外接電阻進行調節，用戶可以在帶寬、靜態電流和增益之間互相協調，以獲得最佳效果。
OPA660以其優良的性能和靈活的電路功能，便利它在視頻和廣播設備、通信設備和高速數據採集系統中具有廣泛的應用價值。作為基本的功能塊，它可以簡化自動增益控制（AGC）放大器械和壓控振蕩器（VCO）的設計，也可為光纖傳輸中發光二極體提供驅動電流，它還可用於快速脈衝積分器、快速控制環路放大器和有源濾波器中。
OPA660採用SO-8表面安裝和8腳塑料雙列直插式兩種封裝形式，圖1為它的引腳排列。圖2是其簡化的內部電路。
2 工作原理
OPA660中的OTA是一個壓控電流源（VCCS），它就象一個電晶體，其三個引出端B、E、C相當於三極體的基極、發射極和集電極。但OTA與晶體三極體的區別在於，它是一個自偏（零偏）器件，輸入電壓既可正，又可負，為雙極性，OTA既可像一個NPN管那樣工作，也可像一個PNP管那樣工作。值得注意的是，OTA的集電極電流方向與分立三極體相反。由圖2可以看出，當B、E之間的差動電壓為正（B正E負）時，T1電流減小，T5電流（二者之和為T3的固定偏流）增大，而T2電流增大，使T6電流減小（二者之和為T4的固定偏流），輸出的鏡像電流源T9電流增大而T10電流減小，因此，C端的輸出電流是流出的；相反，當B、E之間的差動電壓為負（B負E正）時，C端的輸出電流是流入的。另外，分立三極體B、E之間有零點幾伏的直流電位偏差，C與B、E之間的電壓在放大區時應保證在幾伏以上，而OTA的B、E、C之間偏差電壓為零，因而靜態時均為零電位。
圖1中的OTA符號既反映了OTA與三極體的類似，又強調了二者的區別。發射極的雙箭頭表示OTA既象NPN管，又象PNP管；集電極的兩個箭頭表示它的電流方向既可流入，又可流出。
將OTA類比為一個三極體有助於對它的很多應用電路的理解，這種直覺的理解，反過來又簡化了OTA的電路設計。
3 應用提示
3.1 連線和布線
圖3給出了OPA660的基本連接電路。OPA660雖然具有良好的高頻特性，但工作在高頻範圍時仍需要注意連線和布線問題。
●電源線串接的卻耦電阻和去耦電容應儘量靠近器件引腳，將鉭電容、聚酯電容和平面型無感電容並聯，可達到最好的去耦效果。
●連線和印製線應儘量短、粗，以減小串聯電阻和電感。
●印製板地線平面應儘可能寬大，但在高阻結點下應避免地線，以減小分布電容。
●應使用低感元件，不要用線繞電阻，最好不使用插孔，因為它會增加一定的電感量。
●為防止振蕩，使電路穩定，可在緩衝器輸入端和OTA的B端串接25Ω~200Ω的電阻。
3.2 靜態電流控制
OPA660的總靜態電流IQ=85I1,I1是引腳1流出的電流。在引腳1和引腳4（負電源）之間接一個外接電阻RQ，可以調節I1，從而調節IQ。改變IQ可以改變放大器的帶寬及跨導等交流特性，這在一些應用中是非常有用的。若RQ=250Ω，則IQ近似為20mA，此時運算跨導約為125mS。
圖4為一個邏輯控制使能電路。當0/5V的邏輯信號Lin為低電平（0V）時，1mA的控制電流IC將使1腳的電位升高，從而可使OPA660內部的電流源載止而停止工作。
4 應用舉例
圖5是一個全波包絡檢波及AGC電路。中頻信號約第一個OPA6601放大器後，由D1、D2進行全波檢波，檢波後的兩路信號在第二個OPA660放大器上疊加後濾波輸出。輸出信號Vo經R、C濾波後取出直流分量再加入第三個OPA660放大器的同相輸入端，這樣，它可作為一個電壓控制電流源來控制第一個OPA660和第二個OPA660的I1，從而控制它們的運算跨導。當輸出信號Vo增大時，濾波電容C上的直流電壓也增大，從而使第三個OPA660上的輸出電流IC增大以減小中頻放大器（第一個OPA660）及疊加放大器（第二個OPA660）的I1，從而達到調節它們的靜態電流IQ的目的。由於OPA660的運算跨導是隨IQ的減小而減小的，所以Vo增大將使它們的增益減小，這樣就實現了增益的自動控制。調節第三個OPA660的外接電阻RQ3可改變它本身的跨導，從而調節AGC的強弱。
圖6是由OPA660構成的差動放大器。它的良好的高頻特性可使該放大器的帶寬達到400MHz。需要強調的是，它的輸入端極性與三極體相反，所以在引入負反饋時要特別注意。