深入剖析NE5517双运算跨导放大器：特性、应用与设计要点

作为电子工程师，在各种电路设计中，放大器的选择至关重要。今天我们就来详细探讨一下安森美（onsemi）的NE5517双运算跨导放大器，看看它有哪些独特之处，以及在实际应用中如何发挥其优势。

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一、NE5517概述

NE5517内部包含两个电流控制的跨导放大器，每个放大器都具有差分输入和推挽输出。与同类器件相比，它在各种可编程增益应用中具有显著的设计和性能优势。通过在输入处使用线性化二极管，电路性能得到了增强，在0.5%总谐波失真（THD）的情况下，信噪比可提高10 dB。这使得NE5517适用于广泛的工业和消费应用。

二、关键特性

1. 恒阻抗缓冲器

芯片上的缓冲器具有恒定阻抗，由达林顿晶体管和偏置网络组成。这种设计几乎消除了由于偏置电流IABC突变引起的失调电压变化，从而避免了在高品质音频应用中可能出现的可听噪声。而且，缓冲器的VBE在放大器偏置电流变化时保持恒定。

2. 放大器匹配良好

两个放大器之间具有出色的匹配特性，这对于需要高精度和一致性的应用非常重要。

3. 线性化二极管

线性化二极管的使用提高了输出信号的信噪比，使放大器在更宽的输入范围内保持线性。

4. 无铅封装

符合环保要求，满足现代电子产品对绿色环保的需求。

三、引脚说明

NE5517采用SOIC - 16封装，每个引脚都有特定的功能。例如，引脚1（IABCa）和16（IABCb）分别是放大器A和B的偏置输入；引脚3（+INa）和4（ - INa）是放大器A的非反相和反相输入；引脚5（VOa）和12（VOb）是放大器A和B的输出等。详细的引脚功能在数据手册中有明确说明，工程师在设计电路时需要仔细参考。

四、电气特性

1. 输入特性

输入失调电压在过温范围ABC为5.0 μA时，最大值为5.0 mV；输入失调电流典型值为0.1 μA，最大值为0.6 μA；输入偏置电流在过温范围典型值为0.4 μA，最大值为8.0 μA。这些参数决定了放大器在不同工作条件下的精度。

2. 输出特性

峰值输出电流在不同负载和偏置电流条件下有所不同，例如在RL = 0，IABC = 5.0 μA时，典型值为5.0 aA；在RL = ∞，5.0 μA ≤ IABC ≤ 500 μA时，输出电压范围为 - 12 V至 - 14.4 V。

3. 其他特性

共模抑制比（CMRR）典型值为110 dB，表明放大器对共模信号的抑制能力较强；开环带宽典型值为2.0，单位增益补偿的压摆率（SR）典型值为50。

五、典型应用

1. 电压控制放大器

通过电压分压器将输入电压分压到mV范围，使放大器线性工作。放大倍数A与跨导gM、电阻R2、R3和负载电阻RL有关，且gM与IABC成正比，因此可以通过电压VC简单地控制放大倍数。

2. 立体声放大器

具有可变增益控制功能，通过电位器RP可以调整失调。对于交流耦合放大器，电位器可以用两个510电阻代替。典型的跟踪精度为0.3 dB，易于实现。

3. 调制器

由于OTA的跨导与IABC成正比，因此可以轻松控制信号的放大倍数。输出电流是跨导与输入电压的乘积，该电路在约200 kHz的频率范围内有效，调制率可达99%。

4. 电压控制电阻（VCR）

OTA能够产生与输入电压成正比的输出电流，因此可以制作电压可变电阻。通过线性化二极管可以改善电阻的噪声性能。

5. 电压控制滤波器

包括低通滤波器和高通滤波器，通过调整IABC可以改变滤波器的截止频率。还可以使用多个放大器构建更高阶的滤波器。

6. 电压控制振荡器

可以产生三角波 - 方波信号，通过改变IABC可以实现2.0 Hz至200 kHz的频率范围。稍微修改电路还可以得到锯齿波脉冲发生器。

六、设计要点

1. 跨导线性范围

为了使跨导gM保持在线性范围内，IABC应选择不大于1.0 mA。

2. 电流镜设计

电流镜的比例应在整个电流范围内尽可能准确，不建议使用只有两个晶体管的电流镜。可以使用PNP晶体管阵列构建合适的电流镜，以实现晶体管之间的良好匹配和热耦合。

3. 输出电流范围

DAC的输出电流范围通常为0至 - 2.0 mA，但在该应用中，通过RREF（10 k）将电流范围设置为0至 - 1.0 mA。

总之，NE5517双运算跨导放大器具有丰富的特性和广泛的应用场景。电子工程师在设计电路时，需要根据具体需求合理选择和使用该放大器，同时注意设计要点，以确保电路的性能和稳定性。你在使用NE5517或其他类似放大器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。