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浅析温度对输入偏置电流的影响

电子设计 来源:网友电子设计发布 作者:网友电子设计发布 2021-11-19 16:30 次阅读

作者: TI专家 Bruce Trump

翻译: TI信号链工程师 Michael Huang (黄翔)

之前我们看了CMOS和JFET放大器输入偏置电流的来源,发现其主要由一个或几个反向偏置的PN节的漏电流组成。如果没看过该文章,请点击这里查看。文章结尾引出了一个警示,这些漏电流随着温度升高而显著的增大。

PN节的反向偏置漏电流有很强的正温度系数,每升高10℃,漏电流大约增大一倍。在figure1归一化曲线中可以看出,这种指数增长使得漏电流快速增加。到125℃时,漏电流相对室温下增长了约1000倍。

不同的二极管特性使得漏电流增加的速率不一样,两倍的漏电流可能在8℃到11℃左右的范围内发生。这种高温下的漏电流增长在一些电路中将会是重要问题,也可能是一个选择在室温下有着非常低输入偏置电流的FET或CMOS运放很好的理由。某些情况下,为了实现高温度下的低IB ,会使用在高温度下IB没那么夸张增长的BJT运放。

一般我们会假设在低温时,漏电流也继续降低,但是其他的泄漏源也许会改变这种趋势。这些杂散泄露可能会有不同的温度特性。坦率说,低于室温的情况我们知道的较少,因为我们更关注在室温及室温以上的较高的泄露。我们最好不要在远低于室温的情况下对其特性太自信。在低温下更能成为重要问题的是水可能会凝结,这可以使得泄露向上猛增。

之前讨论过CMOS运放的输入偏流主要来自于输入级上分别连接在电源轨上的两个钳位二极管的反向泄露电流的差异。即使一个完全平衡的世界,两个有着几乎相同泄露特性的二极管之间的漏电流残余差值仍然有着相同的指数温度变化,只是初始

值较低。IB 的极性是不确定的,并由于二极管特性的微小不同,净余的电流可能会在某个温度下降到零(对数坐标图上无法显示其绝对数值)。

所以,什么结论?如果在您的FET运放电路中极低的输入偏置电流很关键,则认真考虑它随温度上升而增加的特性。学习全部的参数和典型性能图表。避免敏感电路接近热源。如果必要的话,制作您自己的测量。对于真正关键的应用,有特殊用途的超低输入偏置电流的放大器。他们用富有创造性的保护电路和独特的引脚排布,实现室温下3fA范围内的IB,低于通用器件3个数量级。例如:

LMP7721——3fA输入偏置电流CMOS运算放大器

INA116——超低输入偏置电流仪表放大器


阅读原文, 请访问http://e2e.ti.com/blogs_/b/thesignal/archive/2012/11/14/temperature-effects-on-input-bias-current-plus-a-random-quiz.aspx

编辑:jq

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    AR0234AT 带全局快门的1 / 2.6英寸2.3 Mp CMOS数字图像传感器

    AT是1 / 2.6英寸2Mp CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1920(H)x 1200(V)。它采用了全新的创新全局快门像素设计,针对以每秒120帧的全分辨率精确快速捕捉移动场景进行了优化。该传感器可在低光和明亮场景下产生清晰,低噪声的图像。它包括复杂的相机功能,如自动曝光控制,窗口,行跳过模式,列跳过模式,像素分级以及视频和单帧模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0234AT产生极其清晰,锐利的数字图像,具有业界领先的全局快门效率,并且能够捕获连续视频和单帧,使其成为包括汽车车厢系统在内的广泛应用的理想选择。 特性 卓越的低光和红外性能 高清视频(1080p120) 4通道MIPI或并行数据接口 自动黑电平校准(ABLC) 感兴趣区域(ROI)的可编程控制 水平和垂直镜像,窗口和像素分级 ...
    发表于 08-13 11:03 1136次 阅读

    AR0230AT CMOS图像传感器 2 MP 1/3

    AT是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928Hx1088V。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能,如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0230AT可生成非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择。 特性 高动态范围 应用 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 08-13 11:03 1047次 阅读

    ARX3A0 560 x 560超低功耗CMOS图像传感器 基于2.2μmBSI像素 最高可达每秒360帧

    是一款突破性的CMOS成像传感器。 ARX3A0设计为超小型(1/10英寸光学格式)和超低功耗,为物联网设备,无人机和机器人技术带来了新的选择。该产品具有创新的超级低功耗模式,在激活时功耗小于2.5mW,可以检测运动(或照明条件的变化)并唤醒系统的其余部分。能够达到每秒360帧意味着在许多情况下,ARX3A0可以像全局快门传感器一样工作,同时仍具有2.2μm滚动快门像素的功率,尺寸和性能的所有优势。评估套件和我们行业领先的DevWare评估软件是可用的。请联系您当地的安森美半导体销售代表。 特性 优势 超小1/10英寸光学格式 几乎可以放入任何寻找相机的设备中。 超低功耗操作 适合电池供电的相机 高帧率(360 fps) 可以滚动快门传感器的工作方式类似于全局快门传感器 车载框架保险杠 ...
    发表于 08-13 11:02 983次 阅读

    AR0237SR CMOS图像传感器 2.1 MP 1 / 2.7 更低成本

    是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)x 1088(V)。它采用滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如像素内合并,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围场景性能而设计,可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0237可以产生非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括监控和高清视频。 特性 具有双转换增益的DR-PIX™技术 全高清支持1080p 60 fps,提供卓越的视频性能 线性或高动态范围捕获 片上锁相环(PLL)振荡器 支持线路交错T1 / T2读出以在ISP芯片中启用HDR处理 基于位置的集成颜色和镜头阴影校正 用于精确帧率控制的从属模式 ...
    发表于 08-13 11:01 562次 阅读

    AR1011 CMOS图像传感器 10 MP 1

    HS是一款1080万像素,1英寸光学格式图像传感器,结合了高分辨率成像和3.4微米DR-Pix(动态响应像素),可动态调整以提供卓越的低光性能。在全分辨率下,AR1011HS提供60帧/秒(fps)视频;同时跳至120 fps的1080p高清模式。该传感器非常适合需要高分辨率的高端监控摄像系统,如电子平移,倾斜,变焦(ePTZ)等具有惊人的低光能力的功能。 4K超高清(3840 x 2190)分辨率为每秒60帧的模式,使传感器也成为专业消费类广播相机的理想选择。 应用 相机 安全 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 17:02 373次 阅读

    AR0239 CMOS图像传感器 2.3 MP 1 / 2.7

    美半导体的AR0239是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1936(H)×1188(V)。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能,如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR0239可以产生非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择,包括监控和高清视频。 特性 以90 fps的速度拍摄2.3Mp以获得出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.7英寸 1080p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 3.0um大背面照明像素技术 支持线路交错T1 / T2 / T3读数以启用HDR处理ISP芯片处于1080P和30fps 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口: - HiSPi(SLVS) - 4个车道 - MIPI CSI-2 - 4车道 - 平行 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 多相机同步支持 高速可配置上下文切换 具有灵...
    发表于 07-29 16:02 738次 阅读

    AR1335 CMOS图像传感器 13 MP 1/3

    是一款1 / 3.2英寸CMOS有源像素数字图像传感器,像素阵列为4208H x 3120V。 AR1335数字图像传感器采用突破性的1.1μm像素技术,通过领先的灵敏度,量子效率和线性全阱提供卓越的低光图像质量。这使得图像质量可以与数码相机相媲美。 AR1335采用专注于低功耗的传感器架构和低Z高度的高射线角度(CRA),是智能手机和其他移动设备应用的理想选择。它集成了复杂的片上相机功能,如窗口,镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程。 AR1335传感器可以高达每秒30帧(fps)的速度生成全分辨率图像,并支持高级视频模式,包括4K 30fps,1080P 60fps和720P 120fps。 特性 13MP CMOS传感器,采用先进的1.1μm像素BSI技术 数据接口:2,3和4通道MIPI 可用于MIPI的比特深度压缩:10-8和10-6以降低带宽 启用立体视频捕获的3D同步控制 6.8 kbits一次性可编程存储器(OTPM) 可编程控制器:增益,水平和垂直消隐,自动黑电平偏移校正,帧大小/速率,曝光,左右和上下图像反转,窗口大小和平移 两个片上锁相环路(PLL)振荡器,具有超低噪声性能 片上...
    发表于 07-29 16:02 1038次 阅读
    AR1335 CMOS图像传感器 13 MP 1/3

    AR0543 CMOS图像传感器 5 MP 1/4

    美半导体专注于卓越的像素性能,为该传感器的卓越图像质量奠定了基础,具有卓越的色彩精度,低光灵敏度和低噪声水平.AR0542是一款1/4英寸CMOS有源像素数字图像传感器集成了复杂的片上相机功能,如窗口,镜像,列和行跳过模式以及快照模式。它可通过简单的双线串行接口进行编程,功耗非常低。 应用 移动 电路图、引脚图和封装图
    发表于 07-29 16:02 374次 阅读

    AR0261 CMOS图像传感器 2 MP 1/6

    美半导体的AR0261是一款200万像素传感器,可提供原始1080p分辨率和卓越的图像质量,满足严格的外形尺寸要求(z高度小于3.5mm),适用于移动,平板电脑和移动设备中的超薄全高清视频应用笔记本市场。该传感器具有1/6英寸光学格式和采用安森美半导体A-PixHS(tm)技术的新1.4微米像素,可提供出色的低光性能。新型传感器提供1080p / 60fps或720p / 60fps的高清视频,对于清晰,清晰的视频捕捉至关重要。 特性 具有高级1.4um像素BSI的2 MP CMOS传感器技术 数据接口:1和2通道移动行业处理器接口(MIPI) 可用于MIPI接口的比特深度压缩:10-8和10-6为全帧速率应用启用低带宽接收器 启用立体视频捕获的3D同步控件 隔行扫描多重曝光读数,支持高动态范围(HDR)静止和视频应用 8.8kbits一次性可编程存储器(OTPM),用于存储阴影校正系数和模块信息 可编程控制:增益,水平和垂直消隐,自动黑电平偏移校正,帧大小/速率,曝光,左右和上下图像反转,窗口大小和平移 用于改善EMI特性的片上双锁相环(PLL)振荡器结构 卓越的低光性能 低暗电流 简单的双线串行接口 ...
    发表于 07-29 16:02 308次 阅读
    AR0261 CMOS图像传感器 2 MP 1/6

    AR0521 CMOS图像传感器 5.1 MP 1 / 2.5

    是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线路交错T1 / T2读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0521可以产生非常清晰,锐利的数字图像,并且能够捕获连续视频和单帧,使其成为安全应用的最佳选择。 特性 5 Mp为60 fps,具有出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.5英寸) 1440p 16:9模式视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线路交错T1 / T2读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头阴影校正 精确帧率控制的从属模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4个车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 安全摄像头 行动相机 车载DVR 电路图、引脚图和封装...
    发表于 07-29 16:02 1297次 阅读

    AR0835 CMOS图像传感器 8 MP 1/3

    图像传感器是一款1 / 3.2“光学格式1.4微米像素传感器,能够以每秒42帧的速度捕获其完整的8 MP传感器分辨率,以60fps的速度捕获1080P视频.A-PixHS(tm )技术将安森美半导体的第二代背照式(BSI)像素技术和先进的高速传感器架构结合在一起,实现了许多创新功能。它旨在实现低z高度相机模块,以满足OEM和移动设备制造商的需求。 特性 高动态范围 应用 移动 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 16:02 323次 阅读

    AR0522 CMOS图像传感器 5.1 MP 1 / 2.5 近红外增强

    是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线路交错T1 / T2读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0522可生成非常清晰,锐利的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择。 特性 5 Mp,60 fps,优异的视频性能 小光学格式(1 / 2.5英寸) 彩色滤光片阵列:RGB和单色 1440p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线路交错T1 / T2读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4条车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 近红外线增强 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 机器视觉...
    发表于 07-29 16:02 764次 阅读