RSS低电源电流和低电压操作
对于那些需要从两节AA电池获取工作电源的应用来说，外形尺寸和功耗是首要的问题。如果还需要精准的性能，则没有比来自凌力尔特公司的LT6003（单通道）、LT6004（双通道）和LT6005（四通道）微功率运算放大器更好的选择了。该放大器系列采用1.8V工作电压，最大电源电流在25°C时仅为1μA，而在 -40°C至+85°C的完整工业温度范围内为1.6μA。采用2mm x 2mm DFN封装的LT6003单通道运算放大器是目前市面上同类产品中尺寸最小的一款，并提供了275μV的典型失调电压和1μV/°C的超卓漂移性能。
许多轨至轨运算放大器所面临的一个难题是：当输出在接近电源轨的电压条件下运作时（这种情况会在启动期间出现），电源电流消耗最高可增至正常操作时的3倍。如果设计师没有考虑到这一常常未做规定的工作特性，则许多微功率放大器都有可能需要超过电源供电能力的电流，因而会阻碍上电序列的顺利进行。LT6003系列采用了特殊的设计方法，以使器件能够在整个工作范围内平稳可靠地运作，从而实现真正的微功率操作。图1a给出了LT6003在对于微功率运算放大器而言最苛刻的上电条件下（示于图1b）的工作特性曲线。
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| 图1：LT6003系列可在最苛刻的条件下（b）在上电序列期间实现优良的工作特性（a）。 |
CMOS运算放大器提供了低偏置电流
对于精准放大器而言，长期以来，双极工艺一直凭借其固有的低噪声特性而成为优于CMOS工艺的可选方案。而另一方面，CMOS工艺则具有较低的输入偏置电流（IB）。这是由于双极晶体管是电流控制型器件，而MOS晶体管则是电压控制型器件。在采用高阻抗信号源的应用中，IB有可能是信号链路中最大的单独误差源，因此偏置电流是一项重要的指标。
低噪声和低偏置电流
为了降低CMOS工艺固有的较高低频噪声，可以采取增加晶体管面积的方法。但是，晶体管面积的增加同时也使栅电容增大，从而导致CMOS运算放大器输入电容的增加。如果输入电容为非零值，则意味着在较高的频率条件下输入阻抗将会下降。运算放大器的噪声增益由Vout = Vnoise·(1 + Zf/Zi) 来控制，式中的Zi包括放大器的输入阻抗以及分立输入电阻器。采用大输入电阻器的放大器有可能具有低噪声，但是，高输入电容将产生高噪声增益。这只不过是用1/f降噪换取了输出端上宽带噪声分量的增加。
LTC6240/1/2（单/双/四通道）采用了非常大的输入元件，旨在把1/f噪声降至仅550nVP-P，这一数值可竞争成为上佳的低噪声双极放大器。虽然有些人可能以为这种大型输入结构会形成大输入电容，但是，由于LTC6240系列采用了一种创新的电容抵消法，因而产生了一个3.5pF的总输入电容，仅为同类CMOS运算放大器的三分之一。图2把该设计方法的好处与其他未采用电容抵消电路的其他低噪声CMOS运算放大器做了比较。LTC6241的性能、可媲美上佳双极放大器的噪声性能以及1pA偏置电流的绝佳组合大幅度地改善了低噪声、光电二极管放大器和高阻抗传感器应用的性能。
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| 图2：输入电容抵消方法的运用使得CMOS LTC6241提供了超群的低频噪声性能，并维持了低噪声增益。 |
LTC6244的推出使得凌力尔特公司的低噪声CMOS放大器系列延伸到了高频应用领域。该50MHz放大器维持了5.6pF的总输入电容（用于实现低噪声增益），并提供了出众的DC输入性能。在许多宽带传感器调节应用中，这种性能组合是很重要的。诸如SONAR接收器和LVDT等高阻抗传感器要求低输入偏置电流和低噪声。
低失调和低输入偏置电流
LTC6078/9（双/四通道）采用了创新的修整电路，产生了仅25μV（最大值）的VOS和0.7μV/°C的VOS漂移。该VOS性能可与某些斩波器稳定型放大器以及最好的双极放大器相媲美，并提供了只有CMOS放大器才能具备的1pA最大输入偏置电流（在25°C时）。通过把这些出众的输入规格与每个放大器54μA的最大电源电流和2.7V的工作电压组合起来，LTC6078和LTC6079扩展了对功耗敏感的系统能力。
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| 图3：LTC6078低失调、低漂移CMOS运算放大器。 |
凭借LTC6078运算放大器所提供的好处，可以显著地改善手持式、电池供电型设备中的电流检测。图4中的电路示出了一个标准的运算放大器电流检测电路。由于检测电阻器会产生功耗，因而诱使设计师采用尽可能低的阻值。当检测电阻器RS的阻值减小时，运算放大器误差的影响将会增强。如果图4中的运算放大器具有1mV的VOS，则在采用一个1Ω电阻器的情况下，测量误差将为0.1%。由于LTC6078具有低VOS，因此，设计师可以通过采用一个25mΩ的检测电阻器来把检测电阻器的功耗降低40倍，并维持相同的系统精度。
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| 图4：LTC6078所拥有的高精度使得能够采用一个很小的RS阻值，从而可在不牺牲DC准确度的情况下降低功耗。 |
作者：凌力尔特公司，信号调理产品部，产品市场经理，Brian Black