4×JFET缓冲放大器将噪声降低一半-缓冲放大器工作原理

作者：Jordyn Rombola and Chau Tran

在许多电子电路中，总是需要设备将一个电路与另一个电路隔离或分离。这种特殊设备称为缓冲区。缓冲器是一种单位增益放大器，具有极高的输入电阻和极低的输出电阻。这意味着缓冲器可以建模为增益为1的电压控制电压源。由于缓冲器理想地具有无限输入电阻，因此不存在负载效应，因此V在= V外.此外，缓冲器的输出电压对负载电阻不敏感，因为理想缓冲器的输出电阻基本上为零。通过在数模转换器（DAC）和负载之间放置一个单位增益缓冲器，可以轻松解决负载问题。

向系统添加单位增益缓冲器时，保持精度和性能非常重要。最重要的考虑因素是计算增加的噪声：

哪里：

en= 缓冲器输入电压噪声密度

in= 缓冲器输入电流噪声密度

在图1电路中，与电压噪声（13 nV/√Hz）相比，每个通道的电流噪声（0.8 fA/√Hz）极低。因此，当系统中需要较少的附加噪声时，降低这种电压噪声至关重要。通过并联放置多个缓冲器可以降低电压噪声。例如，两个并联的缓冲器可将电压噪声降低√2，或者所有四个并联的缓冲器充当缓冲器，噪声仅为1/2。这种方法的缺点是偏置电流、电流噪声和输入电容增加，但在这种情况下，这些结果可以忽略不计。在输出之间放置一个小电阻，例如 50 Ω，以避免由于每个输出之间的细微差异而导致额外的电流流动。对于功耗敏感性较低的应用，可以省略这些50 Ω电阻以提升可用输出电流。

图1.新型低噪声缓冲器AD8244。

图1所示电路是缓冲放大器的新配置，可将电压噪声降低一半。AD8244是一款四通道、JFET输入、单位增益缓冲器，旨在超出预期。2 pA最大偏置电流、接近零的电流噪声和10 TΩ输入阻抗几乎不会产生误差，即使源阻抗达到兆欧级也是如此。凭借其低电压噪声、宽电源范围和高精度，该器件还具有足够的灵活性，即使在需要单位增益缓冲器的任何地方也能提供高性能，即使源电阻较低。

图2图比较了普通单通道缓冲器和采用四个通道并联的新型AD8244缓冲器的噪声性能。

图2.新型AD8244缓冲器的性能：噪声是普通缓冲器的1/2。

审核编辑：郭婷