Full de dades de l'amplificador operacional d'entrada JFET LF356

L'amplificador operacional d'entrada JFET LF356 és un amplificador d'un sol canal dissenyat per a circuits que necessiten una alta impedància d'entrada, un baix corrent d'entrada, una resposta ràpida i una amplificació de senyals neta. Com que utilitza una etapa d'entrada JFET, pot manejar senyals febles o d'alta impedància sense carregar pesadament la font. Aquest article explica les claus de LF356, especificacions, pinout, principi de funcionament, exemples de circuits, aplicacions, alternatives, i més.

Catàleg

Característiques Clau del LF356

• Etapa d'entrada JFET - El LF356-MIL utilitza un disseny d'entrada JFET, que li proporciona una impedància d'entrada molt alta i un corrent de polarització d'entrada molt baix. Això el fa adequat per a circuits que gestionen senyals febles o d'alta impedància.

• Baix corrent de polarització d'entrada: 30 pA - Només consumeix un corrent molt petit als terminals d'entrada. Això ajuda a reduir la càrrega del senyal i millora l'exactitud en circuits de sensors, filtres i amplificadors de precisió.

• Baix corrent de desplaçament d'entrada: 3 pA - La diferència entre els corrents de polarització d'entrada és molt petita. Això ajuda a mantenir una millor exactitud en aplicacions de senyals diferencials i de precisió.

• Alta impedància d'entrada: 10¹² Ω - El dispositiu té una resistència d'entrada extremadament alta, de manera que no carrega pesadament la font de senyal. Això és útil per a fotodíodes, transductors, circuits de mostra i manteniment, i altres fonts d'alta impedància.

• Baix corrent de soroll d'entrada: 0.01 pA/√Hz - El seu baix corrent de soroll ajuda a millorar la claredat del senyal, especialment quan s'ha de treballar amb petits senyals d'entrada provinents de fonts d'alta resistència.

• Baix soroll de volatge d'entrada: 12 nV/√Hz - L'amplificador produeix un baix soroll de voltagem, fent-lo útil per al processament de senyals analògiques de baix soroll.

• Alto ratio de rebuig de mode comú: 100 dB - Pot rebutjar senyals no desitjades que apareixen igualment en ambdues entrades. Això millora el rendiment en mesuraments diferencials i en entorns sorollosos.

• Gran guany de voltatge DC: 106 dB - El LF356-MIL pot proporcionar un alt guany en bucle obert, que ajuda a aconseguir una amplificació precisa quan és utilitzat amb retroalimentació.

• Ràpida velocitat de canvi: 12 V/µs - La sortida pot canviar ràpidament en resposta a ràpids canvis del senyal d'entrada. Això el fa adequat per a aplicacions de senyals de alta velocitat.

• Àmplia amplada de banda de guany: 5 MHz - L'amplificador pot operar en un rang de freqüències relativament ampli, fent-lo útil per a filtres actius, circuits d'àudio, i condicionament de senyal.

• Ràpida estabilització: 1.5 µs a 0.01% - La sortida arriba ràpidament al seu valor final amb precisió. Això és útil en adquisicions de dades i sistemes analògics de precisió.

• Compensació interna - El dispositiu inclou compensació de freqüència interna, que ajuda a simplificar el disseny del circuit i millora l'estabilitat en moltes aplicacions.

• Gran capacitat de volatge diferencial d'entrada - Pot gestionar una gran diferència de voltatge entre els seus terminals d'entrada sense danyar fàcilment l'aparell.

• Admet càrregues capacitatives grans de fins a 5.000 pF - La seva etapa de sortida li permet impulsar càrregues capacitatives relativament grans sense problemes de estabilitat importants.

• Bon comportament d'ajustament d'offset - Ajustar l'offset no afecta seriosament la deriva ni el rebuig en mode comú, cosa que ajuda a mantenir un rendiment estable.

• Protecció robusta d'entrada - Les entrades JFET són més resistents a danys per manipulació en comparació amb els dispositius d'entrada MOSFET, ajudant a millorar la fiabilitat durant l'ús.

• Substitució adequada per a amplificadors operacionals FET híbrids i de mòdul cars - El LF356-MIL es pot utilitzar com una alternativa de menor cost en aplicacions que necessiten el rendiment d'amplificador operacional d'entrada FET.

Especificacions tècniques del LF356

Especificació	Valor / Descripció
Número de peça base	LF356
Tipus d'amplificador	Amplificador operacional d'entrada JFET
Arquitectura	Retroalimentació de voltatge
Nombre de canals	1 canal
Nombre de funcions	1
Tipus de muntatge	Muntatge a través de forat
Paquet / Cas	8-DIP, 0.300 polzada / 7.62 mm
Nombre de pins	8
Posició dels terminals	Dual
Distància entre terminals	2.54 mm
Embalatge	Tub / raíl
Temperatura de funcionament	0°C a 70°C
Voltatge d'alimentació	±15 V
Voltatge d'alimentació de funcionament	15 V
Voltatge d'alimentació positiu / negatiu	+15 V / -15 V
Corrent d'alimentació nominal	5 mA
Corrent d'alimentació màxim	10 mA
Corrent de sortida	25 mA
Dissipació de potència	670 mW
Dissipació de potència màxima	670 mW
Guany de voltatge	106.02 dB
Ràtio de rebuig en mode comú	80 dB
Ràtio de rebuig d'alimentació	80 dB
Taxa de variació	12 V/µs
Amplada de banda de guany unitari	5000 kHz / 5 MHz
Corrent de polarització d'entrada	30 pA
Corrent de polarització mitjà màxim	0.0002 µA
Corrent de polarització màxim a 25°C	0.0002 µA
Corrent d'offset d'entrada màxim	0.002 µA
Voltatge d'offset d'entrada	3 mV
Voltatge d'offset d'entrada màxim	10 mV
Compensació de freqüència	Sí
Baixa polarització	Sí
Baix offset	No
Nivell de sensibilitat a la humitat	MSL 1, il·limitat
Codi JESD-609	e0
Acabat del terminal	Estany/Plom / SnPb
Estat RoHS	No conforme amb RoHS
Estat sense plom	Conté plom
REACH SVHC	Sense SVHC
Codi ECCN	EAR99
Enduriment a la radiació	No
Estat de la peça	Obsolet
Longitud	9.27 mm
Amplada	6.35 mm
Alçada	3.3 mm

Model CAD del LF356

Distribució de pins i funcions del LF356

Número de pin	Nom del pin	Funció
1	Equilibri	Utilitzat per ajustar el nul·la d'offset o l'equilibri. Ajuda a reduir el voltatge d'offset d'entrada quan es connecta amb un circuit d'ajust extern.
2	Entrada inversora	El terminal d'entrada negatiu de l'amplificador operacional. Quan el senyal s'aplica aquí, el senyal de sortida s'inverteix.
3	Entrada no inversora	El terminal d'entrada positiu de l'amplificador operacional. Quan el senyal s'aplica aquí, el senyal de sortida manté la mateixa fase.
4	V−	Pin d'alimentació negativa. Normalment, es connecta al voltatge d'alimentació negatiu, com ara -15 V en funcionament d'alimentació dual.
5	Equilibri	Treballa conjuntament amb el Pin 1 per ajustar el nul·la d'offset. S'utilitza quan es necessita un control precís de l'offset de sortida.
6	Sortida	El pin de sortida de l'amplificador operacional. El senyal amplificat es pren d'aquest pin.
7	V+	Pin d'alimentació positiva. Normalment, es connecta al voltatge d'alimentació positiu, com ara +15 V en funcionament d'alimentació dual.
8	NC	Sense connexió interna. Aquest pin normalment queda sense connexió.

Com funciona l'amplificador operacional d'entrada JFET LF356

El LF356 funciona utilitzant una etapa d'entrada JFET per rebre senyals d'entrada molt petites amb molt poc corrent extret de la font de senyal. Això el fa útil per als circuits d'alta impedància on el senyal d'entrada no ha de ser carregat en excés.

• El senyal d'entrada entra a través dels pins 2 i 3 - El pin 2 és l'entrada inversora, i el pin 3 és l'entrada no inversora. L'amplificador operacional compara la diferència de voltatge entre aquestes dues entrades. Fins i tot una diferència molt petita pot ser amplificada.

• L'etapa d'entrada JFET redueix la càrrega d'entrada - La primera etapa utilitza transistors JFET. Com que els JFET tenen una impedància d'entrada molt alta, el LF356 només necessita un corrent de polarització d'entrada molt petit. Això ajuda a protegir senyals febles procedents de sensors, filtres i altres fonts d'alta resistència.

• L'amplificador diferencial detecta la diferència de voltatge - Dins del CI, l'etapa d'entrada actua com un amplificador diferencial. Respon principalment a la diferència entre els dos pins d'entrada, no al soroll que apareix igual a les dues entrades.

• Les etapes de guany internes augmenten el nivell del senyal - Després de l'etapa d'entrada, el senyal passa per etapes d'amplificació internes. Aquestes etapes proporcionen el gran guany de voltatge necessari per a una amplificació precisa del senyal quan s'usa retroalimentació.

• La compensació en freqüència millora l'estabilitat - El LF356 té compensació interna, que ajuda a mantenir l'amplificador estable en molts dissenys de circuits comuns. Això redueix la necessitat de peces de compensació externes addicionals.

• L'etapa de sortida impulsa la càrrega - L'etapa final proporciona el senyal de sortida al pin 6. Permet que el LF356 impulsi circuits externs mentre manté una resposta ràpida i una bona precisió del senyal.

• Els pins de balançament ajusten l'error de desfasament - Els pins 1 i 5 s'utilitzen per ajustar el balançament o nul de desfasament. Aquests pins ajuden a reduir el desfasament DC no desitjat a la sortida quan es necessita una major precisió.

• Els pins d'alimentació suporten l'operació - El pin 7 es connecta a la tensió d'alimentació positiva, mentre que el pin 4 es connecta a la tensió d'alimentació negativa. Una alimentació comú d'operació és ±15 V, que permet que el senyal de sortida oscil·li per sobre i per sota del terra en circuits analògics.

En termes simples, el LF356 pren una petita diferència de voltatge a les seves entrades, protegeix el senyal amb la seva etapa d'entrada JFET d'alta impedància, amplifica el senyal a través d'etapes internes de guany, i lliura el resultat amplificat al pin de sortida.

Aplicacions Comuns del LF356

Condicionament de Senyals de Precisió

El LF356 és adequat per circuits de condicionament de senyals que necessiten manejar senyals analògiques petites. La seva alta impedància d'entrada i el baix corrent de polarització d'entrada ajuden a preservar el senyal original dels sensors i fonts de mesura.

Circuits de Filtres Actius

El LF356 es pot utilitzar en filtres passa-baixes, passa-alt, passa-banda i de bloqueig. El seu ample de banda de 5 MHz i la taxa de canvi de 12 V/µs suporten un filtratge estable en circuits d'àudio, instrumentació i processament de senyals analògics en general.

Circuits de Mostra i Retenció

El LF356 funciona bé en circuits de mostra i retenció perquè el seu baix corrent d'entrada ajuda a reduir la pèrdua de voltatge a sobre del condensador de retenció. Això el fa útil en sistemes d'adquisició de dades i etapes d'entrada ADC.

Interfícies de Sensors d'Alta Impedància

El LF356 és útil per connectar sensors d'alta impedància a altres circuits. Pot interfícies amb dispositius com fotodíodes, sensors piezoelèctrics i transductors sense extreure molt corrent de la sortida del sensor.

Preamplificadors d'Àudio

El LF356 pot amplificar senyals d'àudio de baix nivell abans de ser enviades a l'etapa principal d'amplificació. El seu baix soroll i la seva ràpida resposta ajuden a mantenir el senyal d'àudio clar i precís.

Circuits Integradors i Derivadors

El LF356 es pot utilitzar en circuits integradors i derivadors analògics per a la conformació d'ones, temporització i càlcul analògic. El seu baix corrent de polarització ajuda a reduir errors en circuits basats en condensadors.

Convertidors de Corrent a Voltatge

El LF356 pot convertir petits corrents d'entrada en senyals de voltatge en circuits amplificadors de transimpedància. Això és útil per a amplificadors de fotodíodes, sensors de llum i altres dispositius de sortida de corrent.

Rectificadors de Precisió i Detectores de Pics

El LF356 es pot utilitzar en circuits de rectificador de precisió i detectors de pics per a mesura de senyals i seguiment d'ones. La seva ràpida taxa de canvi l'ajuda a respondre més precisament a senyals d'entrada canviants.

Exemple de Circuits d'Aplicació del LF356

Circuit de Prova de Temps d'Estabilització

El primer circuit mostra una configuració de prova del temps de stabilització per al LF356. Un senyal d'entrada en forma de pas s'aplica a l'entrada inversora a través de resistències de precisió, mentre que l'entrada no inversora està connectada a terra. El LF356 funciona com un amplificador inversor d'alta velocitat, i l'output es verifica per veure quina rapidesa arriba al seu valor final després que canvia l'entrada. El JFET 2N4416 i el petit condensador ajuden a il·luminar i observar acuradament la forma d'ona de sortida. Aquest circuit s'utilitza principalment per mesurar quin temps tarda el LF356 a estabilitzar-se després d'un canvi sobtat del senyal, cosa que és important en l'adquisició de dades, sistemes de mostreig i circuits de mesura de precisió.

Circuit de Mostra i Manteniment

El segon circuit mostra el LF356 utilitzat en una aplicació de mostra i manteniment. El primer LF356 funciona com a búfer d'entrada, de manera que el senyal d'entrada es pot transmetre sense carregar excessivament. Els commutadors JFET controlen quan es mostreja i s'emmagatzema el senyal al condensador de manteniment. Quan el commutador es tanca, el condensador es carrega a la tensió d'entrada. Quan el commutador s'obre, el condensador manté aquesta tensió durant un curt període. El segon LF356 funciona com a búfer de sortida, permetent que la tensió emmagatzemada es faci arribar a la sortida sense descarregar ràpidament el condensador. Aquest circuit és útil en sistemes ADC, mostreig de senyals i circuits de memòria analògica.

Aquests exemples mostren per què el LF356 és útil en circuits analògics ràpids i d'alta impedància. La seva etapa d'entrada JFET consumeix molt poc corrent, per la qual cosa no disturba senyals petits o emmagatzemats. La seva ràpida taxa de variació i ample de banda també l'ajuden a respondre ràpidament a canvis en els senyals d'entrada.

LF356 vs LF351, LF355, i LF357

Paràmetre	LF351	LF355	LF356	LF357
Tipus d'Entrada	Entrada JFET	Entrada JFET	Entrada JFET	Entrada JFET
Nombre d'Amplificadors	Amplificador operatiu únic	Amplificador operatiu únic	Amplificador operatiu únic	Amplificador operatiu únic
Voltatge d'Alimentació Típic	±15 V	±15 V	±15 V	±15 V
Producte de Llargada de Guany	Aproximadament 4 MHz	Aproximadament 2.5 MHz	Aproximadament 5 MHz	Aproximadament 20 MHz
Taxa de Variació	Aproximadament 13 V/µs	Aproximadament 5 V/µs	Aproximadament 12 V/µs	Aproximadament 50 V/µs
Corrent de Polarització d'Entrada	Molt baixa, rang de pA	Molt baixa, rang de pA	Aproximadament 30 pA	Molt baixa, rang de pA
Voltatge de Desplaçament d'Entrada	Baix a moderat	Desplaçament inferior al LF351	Aproximadament 3 mV típic	Baix a moderat
Rendiment de Soroll	Bo per a l'ús analògic general	Bo per a l'ús de precisió	Soroll baix, adequat per al condicionament de senyals	Bo per a l'ús de senyals d'alta velocitat
Estabilitat	Compensat internament	Compensat internament	Compensat internament	No compensat, normalment estable amb guanys de bucle tancat més alts
Nivell de Velocitat	Velocitat mitjana	Velocitat inferior	Velocitat mitjana a alta	Alta velocitat
Millor Cas d'Ús	Circuits d'amplificadors operatius JFET de propòsit general	Circuits de precisió i de baixa deriva	Condicionament de senyals ràpid i de baixa polarització	Amplificador d'alta velocitat i circuits de senyals ràpids
Principal Avantatge	Rendiment general equilibrat	Comportament de precisió millor	Bon mix de velocitat, baixa corrent de polarització i amplada de banda	Taxa de variació molt més ràpida i amplada de banda més gran
Principal Limitació	No és tan ràpid com el LF357	Més lent que el LF356 i el LF357	No és l'opció més ràpida de la família	No és ideal per a l'ús com a búfer de guany unitari a menys que el circuit compleixi els requeriments d'estabilitat

LF356 Alternatives i Peces Equivalents

• OPA134

• OPA604

• OP177

• AD711

• AD712

• CA3140

• CA3130

• LM741

• LF411 , etc.

Dimensions Mecàniques i Embalatge

Fabricant

Texas Instruments té una forta capacitat de fabricació per a IC analògics com l’amplificador operacional d’entrada JFET LF356 perquè l’empresa té una llarga experiència en dissenyar, provar i produir dispositius lineals de precisió. El LF356 requereix un control acurat de l'estatge d'entrada JFET, un baix corrent de polarització d'entrada, un voltatge de desplaçament, un rendiment de soroll, una taxa de variació i una compensació de freqüència, per tant la seva producció depèn d'un processament de semiconductor precís i d'una prova elèctrica fiable. La força de fabricació analògica de TI inclou la fabricació de xips, l'embalatge de dispositius, les proves paramètriques, el control de qualitat i el suport de la cadena de subministrament per a components industrials i militars.

Preguntes Freqüents [FAQ]

1. Per què és el LF356 millor per a fonts de senyal d'alta impedància que un amplificador operacional d'entrada bipolar estàndard?

El LF356 utilitza un estatge d'entrada JFET, així que consumeix molt poc corrent d'entrada. Això ajuda a protegir senyals febles dels sensors, fotodíodes i transductors perquè l'amplificador no carrega excessivament la font de senyal.

2. Què significa el corrent de polarització d'entrada de 30 pA en el disseny de circuits real?

Un corrent de polarització d'entrada de 30 pA significa que només flueix un corrent molt petit cap a les pins d'entrada. Això és important quan el senyal prové d'una font d'alta resistència, perquè fins i tot un petit corrent d'entrada pot crear un error de voltatge a través de grans resistències.

3. És el LF356 adequat per a circuits de filtre actiu?

Sí. El LF356 es pot utilitzar en filtres actius perquè té un amplada de banda de guany unitari de 5 MHz i una taxa de variació de 12 V/µs. Aquests valors li permeten gestionar molts dissenys de filtre passa-baixos, passa-alt, passa-banda i de notch amb bona velocitat i estabilitat.

4. Per què funciona bé el LF356 en circuits de sample-and-hold?

El LF356 funciona bé en circuits de sample-and-hold perquè el seu baix corrent d'entrada redueix la pèrdua de càrrega del condensador de manteniment. Això ajuda a mantenir el voltatge emmagatzemat més estable abans que sigui enviat a un ADC o a una altra etapa del circuit.

5. Quin és l'objectiu dels pins d'equilibri en el LF356?

Els pins 1 i 5 són pins d'equilibri utilitzats per a l'ajustament del desplaçament. Ajuden a reduir l'error de sortida DC no desitjat quan el circuit necessita una precisió de voltatge més granular.

6. Pot el LF356 impulsar càrregues de capacitiva?

Sí. El LF356 pot suportar càrregues capacitives d'aproximadament 5,000 pF sense problemes de stabilitat importants. Això és útil quan la sortida es connecta a cables, filtres o etapes de circuit capacitives.

7. Què fa útil el LF356 en circuits de convertidors de corrent a voltatge?

El seu corrent de polarització d'entrada molt baix el fa adequat per a convertir senyals de corrent petits en senyals de voltatge. Això és útil per a amplificadors de fotodíodes, sensors de llum i altres dispositius d'output de corrent.

8. Com és diferent el LF356 del LF357?

El LF357 és molt més ràpid, amb aproximadament 20 MHz d'amplada de banda i 50 V/µs de taxa de variació, però està descompensat i normalment necessita un guany de retroalimentació més alt per a un funcionament estable. El LF356 és més lent però més fàcil d'utilitzar en molts circuits generals de condicionament de senyals.