超高速運放THS3001

隨著通信和多媒體技術的迅猛發展，對高速集成電路的要求不斷提高，TH3001就是美國德州儀器公司為適就這種形勢而生產的超高速運算放大器，它采用電流模技術制造，是一種電流負反饋運算放大器，它以其獨特的性能贏得了電子工程師的極大關注。THS3001除了具有目前最高的轉換速率外，還可使用±15V電源，其輸出信號幅度可達±12V，它的推出為電子工程為員提供了極大方便。

THS3001具有高達6500V/μs的轉換速率，420MHz的-3dB帶度和良好的帶內平坦度，在110MHz時，增益僅下降0.1dB;大信號應用時具有40ns的建立時間；差分增益誤差小于0.01%，差分相位誤差小于0.02%；非線性失真小于-96dB；電源電壓可在±4.5～±15V之間選擇，單電源工作時可在9～30V之間使用；輸出電壓最大可達±12V。THS3001的最大共模輸入電壓可接近±Vcc，最大差模輸入電壓可達±6V，最大輸出電源達100mA。

THS3001以其上述優異的技術指標被廣泛應用于圖象處理系統、通信系統、高清晰電視電路、高速ADC或DAC緩沖器、高頻脈沖放大和高質量的視頻放大等方面。它的超高速特性和大信號輸出范圍是一般高速運放不能比擬的。

THS3001采用表面安裝8引腳封裝形式，各引腳排列如圖1所示。圖2所示是THS3001的頻響曲線。HTS3001在脈沖大信號輸入時的響應曲線如圖3所示。在使用THS3001時有以下幾點需要特別指出：

（1）THS3001的最大閉環增益為5時能表現出最好的性能。

（2）THS3001工作在反相放大狀態時的頻響比同相放大狀態時好。

（3）負反饋電阻RF對頻響和波形失真有較大影響，因此應使用表1所推存的值。

表1 最佳頻響的RF選擇

（4）當放大的信號頻率較高（在幾MHz以上）時，若將示波器探頭開關放在1：1狀態下去測量輸出波形，由于探頭的影響將產生約100～200pF的電容量并接入輸入端，這對高頻信號而言，將呈現出較低的阻抗，共結果將使THS3001的輸出發生過載發熱甚至燒環，因此，建議把示波器探頭開關放在10：1狀態，這樣，對于THS3001來說，相當于接入了一個較大阻抗的負載。因而可有效防止芯片損壞。

筆者利用HTS3001成功地設計了一個1Hz～100MHz的高頻函數發生器，在電源電壓為±10V時，輸入信號為10MHx方波，信號峰峰值為1.5V，輸出信號峰峰值為6.5V，具體電路如圖4。

此時，德州儀器公司還推出了THS4001、THS4062、THS6002、THS6012、THS6022等型號，它們的轉換速率分別為400V/μs、400V/μs、1000V/μs、1300V/μt和1900V/μs，其3dB帶度分別為270MHz、180MHz、140MHz、140MHz和210MHz。電源電壓均可以從±5V到±15V，其中THS4001、THS4062為電壓負反饋運放，其余為電源投送反饋運放。