如何绘制ICL7650集成电路？

摘要： ICL7650是一款高精度斩波稳零运算放大器，采用CMOS工艺和动态校零技术，具备低输入偏置电流、低失调电压、高增益和强共模抑制能力，在电路设计中，利用ICL7650实现低偏置电流...

ICL7650是一款高精度斩波稳零运算放大器，采用CMOS工艺和动态校零技术，具备低输入偏置电流、低失调电压、高增益和强共模抑制能力，在电路设计中，利用ICL7650实现低偏置电流与高增益的信号处理，同时确保共模抑制比（CMRR）和失调电压达到最佳表现，需要遵循以下步骤：

一、引脚功能与基本工作原理

1. 引脚功能

+IN：同相输入端。

−IN：反相输入端。

V+：正电源端。

V−：负电源端。

OUTPUT：输出端。

INTCLKOUT：时钟输出端。

EXTCLKIN：时钟输入端，用于选择内部或外部时钟源。

2. 基本工作原理

ICL7650通过斩波稳零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移，电路通过电子开关的转换进行两个阶段的工作：

误差检测和寄存阶段：在内部时钟的上半周期，电子开关A和B导通，C断开，此时电路处于误差检测和寄存阶段。

动态校零和放大阶段：在内部时钟的下半周期，电子开关C导通，A和B断开，电路处于动态校零和放大阶段。

由于调零放大器（NULL）的增益设计在100dB左右，因此即使主运放（MAIN）的失调电压达到100mV，整个电路的失调电压也仅为1μV。

二、电路设计与应用

1. 电源连接

确保ICL7650的V−和V+引脚连接到适当的电源电压，通常为±5V至±15V，以满足其供电要求。

2. 输入信号连接

将待处理的信号接入ICL7650的正负输入端(+IN和−IN)，使用低噪声和高精度的电阻来构建反馈网络，以确保信号放大时的线性度和稳定性，在前置放大电路中，可以将微弱信号通过高频同轴屏蔽电缆接入电路，并通过保护二极管防止过大的输入信号损害ICL7650。

3. 输出端处理

ICL7650的输出信号从OUTPUT引脚获取，可以进一步连接到其他电路或设备进行后续处理，为了抬高运算放大器输出信号的直流分量，可将箝位端接在运算放大器的反向输入端。

4. 动态校零和时钟控制

根据实际需求选择内部时钟或外部时钟控制ICL7650的斩波稳零过程，这影响到误差检测和校零的频率，进而影响电路的响应速度和精度，当选择外部时钟时，EXTCLKIN端接负电源端（V−），并在时钟输入端引入外部时钟信号；当该端开路或接V+时，电路将使用内部时钟。

5. 注意稳定性

由于ICL7650具有高共模抑制比和强电源抑制比，设计时应注意共模信号和电源电压的稳定性，以确保电路的性能不被外部因素所影响，在布局设计时，应考虑信号完整性和电源去耦，以保证CMRR和电源抑制比（PSRR）达到最佳。

6. 温度控制

ICL7650的失调漂移较低，但设计时仍应注意温度控制，以确保电路在不同温度下的稳定性能。

三、应用案例

ICL7650因其卓越的性能，特别适用于处理微弱信号的领域，如地震监测、精密测量和数据采集等，在地震前兆信号采集系统中，ICL7650被用作前置放大器，将微弱的地空电位信号放大后进行处理和记录，它还常用于热电偶、电阻应变电桥、电荷传感器等测量微弱信号的前置放大器中。

四、注意事项

确保输入信号源阻抗匹配且尽可能小，以减少ICL7650的输入偏置电流对测量结果的影响。

在电路设计中，合理选择反馈电阻和电容，以获得所需的增益和带宽。

注意电源去耦设计，以防止电源噪声影响ICL7650的性能。

六、FAQs

Q1: ICL7650的输入偏置电流是多少？

A1: ICL7650的输入偏置电流最大为20pA，这使得它非常适合处理微弱信号。

Q2: ICL7650如何实现低失调电压？

A2: ICL7650通过斩波稳零技术和动态校零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移，从而实现低失调电压，即使在主运放的失调电压达到100mV的情况下，整个电路的失调电压也仅为1μV。