4×JFET緩沖放大器將噪聲降低一半

作者：Jordyn Rombola and Chau Tran

在許多電子電路中，總是需要設(shè)備將一個(gè)電路與另一個(gè)電路隔離或分離。這種特殊設(shè)備稱為緩沖區(qū)。緩沖器是一種單位增益放大器，具有極高的輸入電阻和極低的輸出電阻。這意味著緩沖器可以建模為增益為1的電壓控制電壓源。由于緩沖器理想地具有無限輸入電阻，因此不存在負(fù)載效應(yīng)，因此V在= V外.此外，緩沖器的輸出電壓對(duì)負(fù)載電阻不敏感，因?yàn)槔硐刖彌_器的輸出電阻基本上為零。通過在數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和負(fù)載之間放置一個(gè)單位增益緩沖器，可以輕松解決負(fù)載問題。

向系統(tǒng)添加單位增益緩沖器時(shí)，保持精度和性能非常重要。最重要的考慮因素是計(jì)算增加的噪聲：

哪里：

en= 緩沖器輸入電壓噪聲密度
in= 緩沖器輸入電流噪聲密度
f = 器件輸入帶寬 （Hz）

在圖1電路中，與電壓噪聲（13 nV/√Hz）相比，每個(gè)通道的電流噪聲（0.8 fA/√Hz）極低。因此，當(dāng)系統(tǒng)中需要較少的附加噪聲時(shí)，降低這種電壓噪聲至關(guān)重要。通過并聯(lián)放置多個(gè)緩沖器可以降低電壓噪聲。例如，兩個(gè)并聯(lián)的緩沖器可將電壓噪聲降低√2，或者所有四個(gè)并聯(lián)的緩沖器充當(dāng)緩沖器，噪聲僅為1/2。這種方法的缺點(diǎn)是偏置電流、電流噪聲和輸入電容增加，但在這種情況下，這些結(jié)果可以忽略不計(jì)。在輸出之間放置一個(gè)小電阻，例如 50 Ω，以避免由于每個(gè)輸出之間的細(xì)微差異而導(dǎo)致額外的電流流動(dòng)。對(duì)于功耗敏感性較低的應(yīng)用，可以省略這些50 Ω電阻以提升可用輸出電流。

圖1.新型低噪聲緩沖器AD8244。

圖1所示電路是緩沖放大器的新配置，可將電壓噪聲降低一半。AD8244是一款四通道、JFET輸入、單位增益緩沖器，旨在超出預(yù)期。2 pA最大偏置電流、接近零的電流噪聲和10 TΩ輸入阻抗幾乎不會(huì)產(chǎn)生誤差，即使源阻抗達(dá)到兆歐級(jí)也是如此。憑借其低電壓噪聲、寬電源范圍和高精度，該器件還具有足夠的靈活性，即使在需要單位增益緩沖器的任何地方也能提供高性能，即使源電阻較低。

圖2圖比較了普通單通道緩沖器和采用四個(gè)通道并聯(lián)的新型AD8244緩沖器的噪聲性能。

圖2.新型AD8244緩沖器的性能：噪聲是普通緩沖器的1/2。

審核編輯：郭婷