你的位置:首頁 > 互連技術 > 正文

如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?

發(fā)布時間:2021-07-12 來源:Martin Tomasz 責任編輯:lina

【導讀】您可以將一個精心挑選的運算放大器、一個低閾值 P 溝道 MOSFET 和兩個反饋電阻結合起來,制成正向壓降比二極管小的整流器電路(圖 1)。整流后的輸出電壓為有源電路供電,因此不需要額外的電源。該電路的靜態(tài)電流低于大多數(shù)肖特基二極管的反向泄漏電流。
  
您可以將一個精心挑選的運算放大器、一個低閾值 P 溝道 MOSFET 和兩個反饋電阻結合起來,制成正向壓降比二極管小的整流器電路(圖 1)。整流后的輸出電壓為有源電路供電,因此不需要額外的電源。該電路的靜態(tài)電流低于大多數(shù)肖特基二極管的反向泄漏電流。該電路在壓降低至 0.8V 時提供有源整流。在較低電壓下,MOSFET 的體二極管作為普通二極管接管。
 
如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?
 
該電路模擬了一個整流器,但它的正向壓降為 40 mV 或更小。該電路的反向泄漏比肖特基二極管少。
 
當輸入和輸出電壓之間產(chǎn)生正向電壓時,運算放大器電路會根據(jù)以下公式打開 MOSFET:
 
如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?
 
當輸入和輸出電壓之間產(chǎn)生正向電壓時,運算放大器電路會根據(jù)以下公式打開 MOSFET:
 
如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?
 
其中 VDS 是漏源電壓,VGS 是柵源電壓。結合這些方程,將 MOSFET 的柵極驅動與漏源電壓的函數(shù)聯(lián)系起來:
 
如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?
 
如果您使 R2 的值比 R1 大 12 倍,則 MOSFET 漏源電壓上的 40 mV 壓降足以在低漏電流下開啟 MOSFET(圖 5)。您可以選擇更高的比率,以在運算放大器最壞情況下輸入失調電壓 6 mV 的限制范圍內進一步降低壓降。運算放大器由輸出存儲電容器 C1 供電。該放大器具有軌到軌輸入和輸出,并且在接近軌運行時沒有相位反轉。該放大器在低至 0.8V 的電源電壓下工作。您直接將運算放大器的同相輸入連接到 VDD 軌,將放大器的輸出連接到 MOSFET 的柵極。該電路在對 100Hz 正弦波進行主動整流時消耗略多于 1μA,比大多數(shù)肖特基二極管的漏電流小。
 
如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?
 
具有正弦波輸入(黃色)的電路(綠色)的輸出表明,僅當輸入到輸出的差分小于 40 mV 時,F(xiàn)ET 的柵極電壓(藍色)才會下降。
 
運算放大器的帶寬將電路限制為低頻信號。在帶寬高于 500 Hz 時,放大器的增益開始下降。隨著信號頻率的增加,MOSFET保持關斷,MOSFET的體二極管接管整流功能。具有快速下降時間的輸入可能會以通過 MOSFET 的反向電流拖拽輸出。然而,對于小電流,MOSFET 在其亞閾值范圍內工作。由于在亞閾值范圍內柵源電壓與漏源電流呈指數(shù)關系,放大器會迅速關閉。限制因素是放大器 1.5V/msec 的壓擺率。只要您的電路負載不至于將 MOSFET 驅動到其線性范圍,反向電流就不會超過正向電流。
 
您可以在微功率太陽能收集應用中使用該電路(圖 6)。根據(jù)光線的不同,BPW34 電池在 0.8 至 1.5V 的電壓下產(chǎn)生 10 至 30 μA 的電流。有源二極管電路在光線快速變化的條件下對峰值采集電壓進行整流,并最大限度地減少對電池的反向泄漏。
 
如何使用自供電運算放大器創(chuàng)建低泄漏整流器?
 
您可以使用有源整流器電路為太陽能電池的電容器充電。整流器具有低電壓降,可在無光時保護電池免受反向電流的影響。
 
 
免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請電話或者郵箱聯(lián)系小編進行侵刪。
 
要采購運算放大器么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術文章更多>>
技術白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關閉

?

關閉