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开云优惠体育网页版入口名称：F497Z型皮安级四通道高精度运算放大器

开云优惠体育网页版入口完成单位：天水七四九电子有限公司

开云优惠体育网页版入口完成人：闫景涛;王钰中;杨保书;徐尚军;邵金菊;宋伟;马晓锋

所属行业：科学研究和技术服务业

开云优惠体育网页版入口登记号：9622022Y0438

开云优惠体育网页版入口简介：

1.课题来源与背景
F497Z型精密、皮安级输入电流、四通道运算放大器在国内市场大量使用，但绝大部分都来自国外进口，国内该类电源的研发还处于初期阶段，可靠性低，随着国际形式的不断变化，必须走国产化，替代进口，以扭转国外封锁和国内不能制造的被动局面，该产品就是在此背景下立项研制的。
2.技术原理及性能指标
1)技术原理
该产品是一款精密、极低偏置电流的四运算放大器，采用双极工艺实现。其基本结构如图4所示：电路主要由差分输入级、中间增益级、输出级及偏置电路、补偿电路五大主要部分组成。输入级运用超β输入差分对和基流补偿电路，可以有效减小噪声以及失调电压和偏置电流，输出级运用互补推挽式结构。
线路设计：
本产品具有精密，极低偏置电流特性，设计出具有pA级输入偏置电流特性是该产品参数设计的重点。在设计中主要考虑如何较好的匹配输入对管减小偏置电流。可从二个方面减小偏置电流：①超β技术；②复杂的输入级基流补偿结构。基于OP497原电路设计，将对局部电路根据采用的代工线通用Bipolar工艺模型，进行了经局部电路及版图调整。从仿真结果看，主要参数满足任务书指标。局部线路如图5所示,输入电压保护电路包括一对“背对背”的二极管以及串联的限流电阻。
版图设计：
该电路采用标准双极工艺，基于上述的工作原理设计了电路。在现有设计规则的基础上结合该电路自身的特点对部分器件模型进行修改，通过一系列的单项试验验证，使其模型参数达到工艺要求。此外，在模拟电路版图设计中还需要特别注意晶体管和无源器件的匹配性设计以及工艺的兼容性问题。通常情况下，为了减小成本，在不影响电路性能的条件下，对各模块电路进行紧凑布局，以尽可能的减小芯片的面积。
在版图设计中依照流片线设计规则来设计版图，总体版图布局参照OP497，并进行相应的优化，以实现最优的性能，芯片面积约3mmx2.8mm。
2） 技术指标
电源电压（VS）………………………………………………………………±20V；
差模输入电压（VIC）…………………………………………………………40V；
输入电压（VI）…………………………………………………………………20V；
引线耐焊接温度（10s）（Th）…………………………………………………300℃；
贮存温度范围（Tstg）：J级、N1级、N级：-65℃～+150℃。
3.技术的创造性与先进性
设计使用兼容的40Vbipolar超βNPN器件,采用基区低浓度磷予扩散技术,提高基区少子补偿,提高注入效率，提高NPN管放大倍数；
输入级采用高阶偏置温度线性补偿技术，提升偏置电流的线性度；
低漂移的CrSi金属膜电阻及Vos自动修调工艺技术,提升器件温度特性，提升晶圆良率。
采取局部氧化（LOCOS）工艺，一次性形成所有器件的有源区，提高了图形的准确性，避免由于多次光刻带来的图形光刻偏差而引起的不对称问题。封装采用零分层封装工艺技术,使器件达到J用N级质量水平。
4.技术成熟度，适用范围和安全性
该产品线路成熟，工艺稳定。该变换器于2021年8月16日至2021年9月30日按照Q/CA27005-2020《塑封半导体集成电路F497Z型精密、皮安级输入电流、四通道运算放大器详细规范》的鉴定试验条件，完成了设计鉴定件的各种试验项目，已在用户整机上通过试验。该产品技术已成熟且批量生产，生产所需的技术文件均已齐套。
5.应用情况及存在问题
该产品目前研制阶段己经完成，各项技术已经成熟，工艺设计达到了产品生产的要求，以其出色的精度、低功耗与极低输入偏置电流特性相结合，使这款放大器能广泛用于仪表放大器、对数放大器、峰值探测器和光电二极管前置放大器等领域。在可广泛应用于航天、航空、船舶兵器等领域。其外形为标准SOP16L封装，可以完全替代国内外公司的同类产品，国产化替代应用前景广阔。已经产生了较大的经济效益，随着该项目产品进一步推广应用后，新增销售收400万元/年，将产生更大的经济效益和社会效益。该产品实施填补了国产空白。
为了适应国防、航空装备小型化的需求，该产品在封装形式上可以进一步小型化，另外基于该产品的成功开发，进行系列扩展，开发单路及双路版本。
6.历年获奖情况
无。