雙通道或四通道運放封裝，究竟有多匹配？

翻譯: TI信號鏈工程師 Michael Huang (黃翔)

有些電路受益于兩個或兩個以上運放特性的緊密匹配，所以，在一個雙通道運放或四通道運放的封裝下，他們特性究竟有多匹配？

在我們precision amplifier E2E forum里最常見的需求就是匹配的失調(diào)電壓和失調(diào)電壓溫漂。例如，如果您在搭建一個儀表放大器，匹配的運放失調(diào)電壓能產(chǎn)生一個接近0的失調(diào)。但是實際情況呢? 我們先看Figure1的芯片內(nèi)部結構。

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每個運放都有十分匹配的輸入晶體管對，以此實現(xiàn)放大器的低失調(diào)電壓。我們盡可能匹配好這對晶體管（其他成對的原件也是一樣）。圖中所示的四部分交叉連接是最基本的技術——每個晶體管被分成兩部分，A和A’，B和B’，并使得兩個晶體管的幾何中心是同一點?，F(xiàn)在我們使用更精細的方法來混合布局晶體管。術語中稱這些方法為共質(zhì)心（Common centroid）。

所以，這就是關鍵。我們精心的匹配在IC一側的兩個同中心的輸入級晶體管，殘留下的就是隨機不匹配。是否IC另一側的兩個晶體管會有同樣的隨機失配呢？答案是否定的?；蛟S有其他的因素導致失調(diào)特性的匹配，但我們努力排除所有的系統(tǒng)失調(diào)來源，所以余下的失配都很可能是隨機的。抱歉，但是失調(diào)電壓確實不太可能十分匹配。下圖顯示了我們?nèi)绾卧赿atasheet里說明這些參數(shù)的：

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所以，即使在雙通道運放或四通道運放的封裝下，取決于內(nèi)部元件匹配的這些參數(shù)也不可能比單運放芯片之間匹配得更好。例如：

失調(diào)電壓 — 取決于晶體管對的匹配

失調(diào)電壓溫漂 — 取決于晶體管對的匹配

雙極結型晶體管放大器的輸入失調(diào)電流 — 取決于晶體管β值的匹配

一些取決于內(nèi)部元件基本特性的參數(shù)，雙通道運放或四通道運放比單通道單運放更匹配，例如：

增益帶寬積——取決于絕對電容值和電流

壓擺率——取決于絕對電容值和電流

無輸入偏置電流消除的雙極節(jié)型晶體管運放的輸入偏置電流

老前輩可能還記得早期雙通道運放就規(guī)定值的百分比來看，也傾向于更加匹配。但這些老片子的性能充其量都很有限。他們是非常簡單的設計，缺少了現(xiàn)已普遍關注的內(nèi)部元件的匹配，對稱的設計和IC的布局。