使用DK参数搜索功能选择运算放大器

作者: Digi-Key 工程师 Rick Wiens

本帖将讨论如何使用Digi-Key的参数搜索功能来选择运算放大器。本帖假定你已经掌握了运算放大器的理论知识且了解自己搜索的目标,并在此基础上指导你如何有效使用参数筛选功能来获得精简的候选物料列表。如果你需要了解运算放大器的理论和应用方面的内容,建议移步至这篇帖子

选购运算放大器时,首先需要找到这类产品。一种方法是简单地搜索“运算放大器”,在结果页面顶部附近点击期望的主要产品族,在该页面中,你可以方便地点击查看相关的结果。

这里囊括了人们通常所需的绝大多数运算放大器物料,不过也存在少量的其他产品族,其中可能包含具有更专业用例的相关产品。如果你查看的是“线性—放大器—仪表、运算放大器、缓冲放大器”产品族,可点击结果页面顶部的面包屑导航中的“集成电路”链接,以查看该产品类别中所有产品族的列表。其他含有运算放大器产品的产品族会相邻列出,前缀均为“线性—放大器—____”产品族名称。

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找到主要的运算放大器产品族后,你需要从大量的参数筛选条件中进行选择。

常有人问“我应该先选哪一个?”,因此下文将按从左到右的顺序,简要介绍每一个筛选条件的用法。此处也适用工程领域的通用回答(“具体取决于……”)。大多数应用都有一些不可协商的基本要求,比如电源电压和封装类型(表面贴装与通孔)。因此需要从日常必要的条件开始筛选。除此之外,通常只有一两个性能参数是特别重要的,因此需要确认哪个参数是任何给定应用的关键。这是理论和应用范畴的问题,本帖不再赘述。

制造商:
如果你是某个品牌的忠实拥趸或发誓不再使用某个品牌,则可在此列中进行选择,以匹配这些偏好。由于最近电子公司相互买卖的行为造成了产品的混乱,这一简单的筛选条件可避免产生混淆。

包装:
包装涉及到产品的包装方式,并包含一些采购隐含条件——比方说,你总共想购买3个运算放大器,那就无需查看最低订购量为5,000颗的包装样式结果,也可能不乐意为三个物料购买包装整齐的Digi-Reel封装。在这种情况下,你可以选择除“Digi-Reel”和“卷带包装”之外的所有选项。不过对于运算放大器而言,“切割卷带”和“管装”列表就已经涵盖了大量可用的厂商物料编号。

系列:
此条件中会列出厂商的品牌或产品线名称,供你选择。虽然这一筛选条件在运算放大器方面不如一些其他产品族那样实用,但出于规范以及DK业务实践要求,我们还是将其列出。

零件状态:
你可在此处根据产品的生命周期阶段筛选出产品列表。毫无疑问,“有源”(在现行生产中,未宣布即将停产)物料是新设计活动的首选。而“现有库存”和“停产”的筛选组合恐怕只适合恶作剧了。

到目前为止,参数列几乎都还只是样板文件中的内容,这些概念可以转换并应用于大多数DK产品组合。现在,我们开始介绍实际的运算放大器相关的筛选条件……

放大器类型:
该参数反映的是供应商营销团队用来描述物料的主要形容词。此处列出的许多值都表示通用运算放大器架构的显著差异(例如 仪表、隔离和对数 ),因此具有重大意义和显著差别,足以合理作为物料的主要形容词。该列还有其他一些值,用于描述基础运算放大器的相对较小的实施差异( JFET CMOS )、反映未定义的营销术语( 音频 )、反映与其他术语不互斥的常见架构类别( 电压反馈、电流反馈 ),以及虽然直白但没有特别帮助的术语( 通用 )。

鉴于该参数所涉及的混合环境和可选值的非正交性质,请小心、谨慎地使用该参数。虽然在大部分情况下,选择基本运算放大器的区别性差异(仪表放大器、隔离放大器等)是安全的,但是如果你要找的产品是以标准运算放大器符号示意的,则可能会带来更多不必要的麻烦。

电路数:
如果你对封装中的不同放大器电路的数量有要求,则可以在此选择。对于这一放大器特征,选择最多的是一路和两路产品,三路产品往往是针对视频应用而开发的产品。

输出类型:
此条件反映的是产品的输出结构特征。该参数仍待继续完善,尽管作为其来源的数据集中所含的内容已相当准确,但它还远未完成——该产品族中大约一半的物料尚未赋值。因此,如果你在本列中选择了参数并希望获得全面的筛选结果,请选择虚线(空)值,以避免遗漏可行的候选物料。尽管你将需要筛除大量的误报结果,但避免了草率地去除一半的产品组合。

压摆率:
放大器的压摆率特性受到多种因素的影响,而各厂商并不会完全按统一的标准来制造运算放大器。因此,你应将此处显示的数据视为近似值且带有许多在参数搜索中没有显示的限定性条件。使用此参数进行筛选时,建议包含那些略微偏离目标值的值、大幅超出目标值范围的值以及虚线值。这样能最大限度地降低去除有效的候选产品的风险。

增益带宽积( GBP )和 -3dB 带宽( BW ):
GBP和-3dB BW是测量放大器整体“速度”的常用指标,与压摆率直接相关。此处也建议你放宽参数的选择范围——你只需为放大器“选择居住的大洲,而不必细致到街道地址”。

请勿两列都选择!!!
选择其中之一即可!!!

同时使用这两个参数来表征放大器的情况是比较少见的(当前列表中不到10%)。电压反馈产品倾向于使用GBP,而电流反馈产品通常使用-3dB BW来表征;这两种体系结构中更加独立于应用的灵敏值也不尽相同。

本帖撰写之时,DK网站最近正在进行开发,因此无法在启用范围搜索的参数搜索结果中包含带虚线(未指定/等待填充/不适用)值的产品。因为这两个参数都是针对同一个物料定义的,这是很少见的情况,因此如果同时在这两个参数列中选择(即使选择了两列中所有的可用值),就会筛除产品族中90%以上的物料。

电流输入偏置:
该列中的条目通常代表厂商提供的“典型”表征值,该值可能比保证的最大值(如果厂商提供)小一个数量级。当偏置电流是驱动因素时,应按照比误差允许范围更严格的要求来选择值,这样可以缩小“典型”值和“最大”值之间的差异,并有助于更快地精简结果列表,以选出最合格的候选产品。

电压输入失调:
此参数列中的值反映的是“典型”值或“最大”值,两者之间同样可能相差十倍。失调电压似乎比偏置电流更有可能达到指定的保证限值,但是引用值所适用的测试条件可能会千差万别。例如,有些值可能仅适用于25℃的恒温环境,而其他值可能适用于超出物料的额定温度范围的温度。

考虑到本参数列中所列值的限定性条件中的变化性,当应用以失调电压作为驱动标准时,需要采取一些策略。如果参数的选择标准比应用要求的更加严格,则可减少必须筛除的误报数量,但同时也可能会筛除一些可行的候选物料。另一方面,一开始扩大选择范围有助于限制其他重要选择标准的应用范围,选择完毕后可以回到失调电压列,并据此进行最终的选择。

电流 - 电源:
此列的值可反映厂商的典型规格或保证的最大规格,并且使用的电源电压和产品温度等因素会对实际观察到的行为产生影响。尽管该参数有利于在已有明确功率预算的应用中缩小最初候选物料的范围,但其往往都用于在基于其他标准选择候选物料中作出最终决定,而并非在选择物料时的主要考虑因素。

电流 - 输出 / 通道:
此列中的值反映的是厂商指示的最大值。如果某个应用需要一个产品来供应巨大的输出电流,建议选择标示值大于设计要求的所有产品。如果巨大的输出电流预计会持续很长一段时间,请选择在应用要求和标示值之间留有一定余量的产品;通常直接按这一参数的限值来选择产品的结果并不会很理想。

电压 - 电源,单 / 双( +/-
许多应用都预先设定了可用的电源电压,在这种情况下,这可能是你想要选择的第一个参数。

此列所示的值通常采用两种形式:

±X~Y形式表示“双电源”产品,要求信号在电源之间的中点附近发生偏置

2U~2W和±U~W形式表示产品支持“单电源”运行,这表示包括负供电轨的共模输入范围。对于“单电源”产品而言,输出电压能够在负供电轨附近浮动的情况虽然很常见,但并不必要;如果此为必要的功能,请在作出最终选择之前,对照规格书进行验证。

当基于可用的输入电压选择产品时,首先要确定外部电路是否需要“单电源”放大器,即共模输入是否会非常接近负供电轨。如果是,则不需要选择任何±X~Y形式的参数值。如果不是,建议考虑供电源导轨之间的总跨度,因为这样一来,你可以在选择支持单电源的产品时查看该列左侧的选项。

第一次可以选择包含预期电源电压的所有值。当预期电源更接近产品允许范围的中间或上端时,通常会获得较好的结果,因为最小电源值通常略大于产品的各项余量要求的总和。一个产品在技术层面符合规范的工作电压可能只有5V,但在这种情况下,如果输入和输出电压只能在0.25V的范围内浮动,这对许多应用来说就不是很有用了……

工作温度:
在某种程度上(抱歉……),该参数描述的是关于物料的其他信息,相当于对物料本身的描述。当厂商为偏置电流或失调电压等非理想的物料行为提供保证限值时,该限值将具有一定的温度限定条件。通常,它被称为物料的额定操作温度范围。

请尽可能选择额定温度范围包括预计运行条件的物料。这样一来,在出现问题时你就不必选择在物料规定的限制范围外运行物料。虽然物理现象在温度额定值方面确实有一定的余量,但是如果违反这些额定值的限制,你就只能靠自己了……

安装类型、封装 / 外壳和供应商器件封装:
安装类型参数可让你从几种常见的物理产品封装类别中进行选择,并且可以被视为其他封装参数的一种宏观筛选条件。封装/外壳参数使用标准化命名法来表示物理产品封装,而供应商产品封装则使用厂商任意选择的命名法来反映这一内容。选择你想要的封装。根据较为宽松的经验法则,如果你想要小型物料,不妨关注封装编号中包含大量字母表后半部分字母的物料……

英文原文链接:Op amp selection using DK's parametric search