OP-97：低功耗、高精度运算放大器

OP-97：低功耗、高精度运算放大器

核心特性

• 极低功耗：最大供电电流仅600μA

• 性能对标经典OP-07

• 输入失调电压：最大20μV
• 失调电压温度漂移：不超过0.6μV/℃

• 极小输入偏置电流：25°C下最大100pA

• 在-55°C至+125°C范围内偏置电流控制在250pA以内

• 高共模抑制比：最低114dB

• 工作温度范围广泛：-40°C至+85°C

• 提供裸片版本以满足定制化封装需求

产品概述

OP-97 是一种专为高精度测量与控制设计的运算放大器，旨在作为经典型号 OP-07 的低功耗替代方案。该器件在保持 OP-07 高精度性能的基础上，将静态工作电流降低了五分之四，仅需 600μA 即可运行。

其失调电压低至 20μV，且温度漂移低于 0.6μV/℃，在多数应用中无需外部微调即可实现稳定输出。

OP-97 在多个关键参数上优于前代产品，特别是输入偏置电流方面。在极端温度条件下，其偏置电流仍可控制在 250pA 以内。这一特性使其成为高温环境下精密积分器或采样保持电路的理想选择。

该放大器在共模抑制比（CMRR）与电源抑制比（PSR）方面也有所增强。在广泛的共模和供电电压范围内，CMRR 最小值保持在 114dB 以上。OP-97 的电源适应性强，支持 ±2.25V 至 ±20V 的供电范围，并以其低功耗特性，广泛适用于电池供电及便携式设备。

兼容性与应用

OP-97 与 OP-07 兼容，引脚排列一致，便于直接替换。其零点调节接口位于引脚 1 与 8 之间，可接入正电源，便于系统调试。

该器件可升级使用多种早期型号电路设计，例如适用于 725、OP05、OP07、OP12 及 1012 型放大器的电路。若电路未使用调零模块，也可替代 741 型放大器。

应用实例

OP-97 作为 OP-07 的节能升级版本，广泛应用于需要高精度与低功耗的场合。其可直接替代 OP-07、OP-77 以及部分 112/312 和 1012 型放大器，同时在性能和能耗上实现优化。

在不需要调零功能的电路中，OP-97 的极低偏置电流使其无需额外调零电路。这种优势尤其适用于采样保持放大器、峰值检测器及对数放大器等宽温度范围应用。

输入保护与电源管理

OP-97 的输入级设有背对背二极管，以防止大差分电压损坏器件。由于未使用限流电阻以确保低噪声性能，因此在输入可能承受高于 ±1V 的差分电压时，需通过串联电阻将电流控制在最大 10mA 以内。

该放大器具有极小的电源轨裕量要求，并支持低至 ±2V 的电源工作。其共模输入范围可扩展至电源轨 ±1V 以内。在 10kΩ 负载条件下，输出可稳定在电源轨 ±1V 以内。

典型电路与性能展示

图1： 可选的输入失调电压调零及过补偿电路

图2： 小信号瞬态响应（负载电容 CLOAD = 100pF，闭环增益 AvCL = +1）

图3： 小信号瞬态响应（负载电容 CLOAD = 1000pF，闭环增益 AvCL = +1）

图4： 大信号瞬态响应（AvCL = +1）

图5： 单位增益跟随器

图6： 过补偿下的小信号瞬态响应（负载电容 = 1000pF，闭环增益 = +1，补偿电容 = 220pF）

微调与交流性能

OP-97 的微调电路设计与 OP-07 一致。通过在引脚 1 和 8 之间接入 5kΩ 至 100kΩ 电位器，并将抽头连接至正电源，可实现 300μV 至 850μV 的失调调节范围。

在交流性能方面，OP-97 的小信号响应在整个工作温度范围内保持高度稳定。图 2 展示了其在单位增益下的频率响应。

该器件对容性负载具有良好的容忍能力，即使负载电容达到 1000pF，其动态响应仍保持良好（图 3）。在大信号应用中，反馈电阻的引入可改善瞬态响应，如图 4 所示。

为提升相位裕量或调节增益带宽积，可使用过补偿引脚进行外部控制。

高阻抗电路防护建议

为确保 OP-97 在高阻抗模式下的性能，电路板设计需特别注意抗干扰措施。应保持 PCB 表面清洁、防潮，并建议使用保形涂层以增强防潮能力。

输入端的漏电流可能在 100pA 以上，因此推荐采用保护环设计，将漏电流降至最低。保护走线应与输入电压相近，以减少误差。

图7： 保护环布局与连接

典型应用电路

图8： 数模转换器（DAC）输出放大器

图9： 电流监测器

图10： 精密可编程增益放大器

图11： 组合式高速精密放大器

抗干扰与屏蔽建议

在高阻抗电路中，OP-97 易受射频噪声、开关电源干扰及电源线嗡嗡声影响。建议对敏感模拟电路部分进行接地屏蔽处理，并使用双绞线电缆以降低噪声。

OP-97 适用于高分辨率 CMOS 数模转换器的输出放大，其失调电压与偏置电流特性在宽温条件下仍能保持高线性度。

图 9 展示了一个通用电流监测电路，适用于检测 ±15V 电源之间的电流变化，尤其适合于全桥驱动器等双向电流应用。

图 10 所示为一种 12 位数字可编程增益放大器，其在 -1 至 -1024 增益范围内具有 10 位线性度。OP-97 的低偏置电流特性有效维持了这种线性度。

图 11 展示了由 OP-97 与 OP-44 组成的组合放大器，利用前者处理低频信号并提供失调校正，后者负责高频放大，从而在宽频带内实现稳定、高精度的性能。