LF356 Amplificateur Opérationnel à Entrée JFET Fiche Technique

L'amplificateur opérationnel à entrée JFET LF356 est un amplificateur à canal unique conçu pour des circuits nécessitant une haute impédance d'entrée, un faible courant d'entrée, une réponse rapide et une amplification de signal propre. Comme il utilise un étage d'entrée JFET, il peut traiter des signaux faibles ou à haute impédance sans imposer une lourde charge à la source. Cet article explique les principales spécifications, le brochage, le principe de fonctionnement, les exemples de circuits, les applications, les alternatives, et plus encore concernant le LF356.

Catalogue

Caractéristiques Clés du LF356

• Étape d'entrée JFET - Le LF356-MIL utilise un design d'entrée JFET, ce qui lui confère une très haute impédance d'entrée et un très faible courant d’offset d'entrée. Cela le rend adapté aux circuits qui traitent des signaux faibles ou à haute impédance.

• Faible courant d'offset d'entrée : 30 pA - Il ne tire qu'un courant très faible aux bornes d'entrée. Cela aide à réduire le chargement du signal et améliore la précision dans les circuits de capteurs, de filtres et d'amplificateurs de précision.

• Faible courant d'offset d'entrée : 3 pA - La différence entre les courants d'offset d'entrée est très faible. Cela aide à maintenir une meilleure précision dans les applications de signaux différentiels et de précision.

• Haute impédance d'entrée : 10¹² Ω - L'appareil possède une résistance d'entrée extrêmement élevée, ce qui ne charge pas lourdement la source de signal. Cela est utile pour les photodiodes, les transducteurs, les circuits échantillonneurs et mainteneurs, et d'autres sources à haute impédance.

• Faible courant de bruit à l'entrée : 0.01 pA/√Hz - Son faible courant de bruit aide à améliorer la clarté du signal, surtout lorsqu'il traite de petits signaux d'entrée provenant de sources à haute résistance.

• Faible tension de bruit à l'entrée : 12 nV/√Hz - L'amplificateur produit un faible bruit de tension, le rendant utile pour le traitement de signaux analogiques à faible bruit.

• Rapport de rejet en mode commun élevé : 100 dB - Il peut rejeter les signaux indésirables qui apparaissent également sur les deux entrées. Cela améliore les performances dans les mesures différentielles et les environnements bruyants.

• Gros gain en tension continue : 106 dB - Le LF356-MIL peut fournir un gain en boucle ouverte élevé, ce qui aide à réaliser une amplification précise lorsqu'il est utilisé avec retour.

• Vitesse de variation rapide : 12 V/µs - La sortie peut changer rapidement en réponse à des variations rapides du signal d'entrée. Cela le rend adapté aux applications de signaux à haute vitesse.

• Large bande passante de gain : 5 MHz - L'amplificateur peut fonctionner sur une gamme de fréquences relativement large, ce qui le rend utile pour les filtres actifs, les circuits audio, et le conditionnement de signal.

• Temps de stabilisation rapide : 1.5 µs à 0.01% - La sortie atteint rapidement et avec précision sa valeur finale. Cela est utile dans les systèmes d'acquisition de données et les systèmes analogiques de précision.

• Compensation interne - L'appareil inclut une compensation de fréquence interne, ce qui aide à simplifier la conception du circuit et à améliorer la stabilité dans de nombreuses applications.

• Grande capacité de tension d'entrée différentielle - Elle peut gérer une grande différence de tension entre ses bornes d'entrée sans endommager facilement l'appareil.

• Prend en charge de lourdes charges capacitives jusqu'à 5 000 pF - Son étages de sortie lui permet de piloter des charges capacitives relativement importantes sans problèmes majeurs de stabilité.

• Bon comportement d'ajustement de décalage - L'ajustement du décalage n'affecte pas gravement le dérive ou le rejet en mode commun, ce qui aide à maintenir des performances stables.

• Protection d'entrée robuste - Les entrées JFET sont plus résistantes aux dommages liés à la manipulation par rapport aux appareils d'entrée MOSFET, ce qui contribue à améliorer la fiabilité pendant l'utilisation.

• Remplacement approprié pour des amplificateurs opérationnels FET hybrides et de module coûteux - Le LF356-MIL peut être utilisé comme une alternative moins coûteuse dans des applications nécessitant des performances d'amplificateur opérationnel à entrée FET.

Spécifications techniques du LF356

Spécification	Valeur / Description
Numéro de pièce de base	LF356
Type d'amplificateur	Amplificateur opérationnel à entrée JFET
Architecture	Rétroaction en tension
Nombre de canaux	1 canal
Nombre de fonctions	1
Type de montage	Montage traversant
Boîtier / Enveloppe	8-DIP, 0.300 pouce / 7.62 mm
Nombre de broches	8
Position des bornes	Double
Espacement des bornes	2.54 mm
Emballage	Tube / rail
Température de fonctionnement	0°C à 70°C
Tension d'alimentation	±15 V
Tension d'alimentation de fonctionnement	15 V
Tension de l'alimentation positive / négative	+15 V / -15 V
Courant d'alimentation nominal	5 mA
Courant d'alimentation maximum	10 mA
Courant de sortie	25 mA
Dissipation de puissance	670 mW
Dissipation de puissance maximale	670 mW
Gain de tension	106.02 dB
Rapport de rejet en mode commun	80 dB
Rapport de rejet de l'alimentation électrique	80 dB
Taux de montée	12 V/µs
Largeur de bande à gain unitaire	5000 kHz / 5 MHz
Courant d'injection d'entrée	30 pA
Courant d'injection moyen max	0.0002 µA
Courant d'injection max à 25°C	0.0002 µA
Courant de décalage d'entrée max	0.002 µA
Tension de décalage d'entrée	3 mV
Tension de décalage d'entrée max	10 mV
Compensation de fréquence	Oui
Biais faible	Oui
Décalage faible	Non
Niveau de sensibilité à l'humidité	MSL 1, illimité
Code JESD-609	e0
Finition de la borne	Étain/Plomb / SnPb
Statut RoHS	Non conforme RoHS
Statut sans plomb	Contient du plomb
SVHC REACH	Pas de SVHC
Code ECCN	EAR99
Durcissement contre les radiations	Non
Statut de la pièce	Obsolète
Longueur	9.27 mm
Largeur	6.35 mm
Hauteur	3.3 mm

Modèle CAD du LF356

Répartition des broches et fonctions du LF356

Numéro de broche	Nom de la broche	Fonction
1	Équilibre	Utilisé pour l'ajustement du décalage à zéro ou de l'équilibre. Il aide à réduire la tension de décalage d'entrée lorsqu'il est connecté à un circuit d'ajustement externe.
2	Entrée inversante	La borne d'entrée négative de l'amplificateur opérationnel. Lorsque le signal est appliqué ici, le signal de sortie est inversé.
3	Entrée non inversante	La borne d'entrée positive de l'amplificateur opérationnel. Lorsque le signal est appliqué ici, le signal de sortie garde la même phase.
4	V−	Broche d'alimentation négative. Elle est généralement connectée à la tension d'alimentation négative, telle que -15 V en fonctionnement à alimentation double.
5	Équilibre	Travaille avec la broche 1 pour l'ajustement du décalage à zéro. Elle est utilisée lorsque un contrôle précis du décalage de sortie est nécessaire.
6	Sortie	La broche de sortie de l'amplificateur opérationnel. Le signal amplifié est obtenu à partir de cette broche.
7	V+	Broche d'alimentation positive. Elle est généralement connectée à la tension d'alimentation positive, telle que +15 V en fonctionnement à alimentation double.
8	NC	Pas de connexion interne. Cette broche est normalement laissée non connectée.

Comment fonctionne l'amplificateur opérationnel à entrée JFET LF356

Le LF356 fonctionne en utilisant une étape d'entrée JFET pour recevoir de très petits signaux d'entrée avec très peu de courant tiré de la source de signal. Cela le rend utile pour les circuits à haute impédance où le signal d'entrée ne doit pas être fortement chargé.

• Le signal d'entrée entre par les broches 2 et 3 - La broche 2 est l'entrée inverseuse, et la broche 3 est l'entrée non inverseuse. L'amplificateur opérationnel compare la différence de tension entre ces deux entrées. Même une très petite différence peut être amplifiée.

• L'étape d'entrée JFET réduit le chargement d'entrée - La première étape utilise des transistors JFET. Comme les JFET ont une impédance d'entrée très élevée, le LF356 n'a besoin que d'un très petit courant de polarisation d'entrée. Cela aide à protéger les signaux faibles provenant de capteurs, filtres et autres sources de haute résistance.

• L'amplificateur différentiel détecte la différence de tension - À l'intérieur du circuit intégré, l'étape d'entrée agit comme un amplificateur différentiel. Il réagit principalement à la différence entre les deux broches d'entrée, et non au bruit qui apparaît également sur les deux entrées.

• Les étapes de gain internes augmentent le niveau du signal - Après l'étape d'entrée, le signal passe par des étapes d'amplification internes. Ces étapes fournissent le gain de tension élevé nécessaire pour une amplification précise du signal lorsque la rétroaction est utilisée.

• La compensation de fréquence améliore la stabilité - Le LF356 a une compensation interne, ce qui aide à maintenir l'amplificateur stable dans de nombreux circuits courants. Cela réduit le besoin de pièces de compensation externes supplémentaires.

• L'étape de sortie entraîne la charge - La dernière étape fournit le signal de sortie à la broche 6. Elle permet au LF356 de piloter des circuits externes tout en maintenant une réponse rapide et une bonne précision du signal.

• Les broches d'équilibre ajustent l'erreur de décalage - Les broches 1 et 5 sont utilisées pour l'ajustement de l'équilibre ou de l'annulation du décalage. Ces broches aident à réduire le décalage CC indésirable à la sortie lorsque une plus grande précision est requise.

• Les broches d'alimentation soutiennent l'opération - La broche 7 se connecte à la tension d'alimentation positive, tandis que la broche 4 se connecte à la tension d'alimentation négative. Une alimentation de fonctionnement courante est de ±15 V, ce qui permet au signal de sortie de varier au-dessus et en dessous de la terre dans les circuits analogiques.

En termes simples, le LF356 prend une petite différence de tension à ses entrées, protège le signal avec son étape d'entrée JFET à haute impédance, amplifie le signal à travers des étapes de gain internes, et délivre le résultat amplifié à la broche de sortie.

Applications courantes du LF356

Conditionnement de signal de précision

Le LF356 est adapté aux circuits de conditionnement de signal qui doivent traiter de petits signaux analogiques. Son impédance d'entrée élevée et son faible courant de polarisation d'entrée aident à préserver le signal d'origine provenant de capteurs et de sources de mesure.

Circuits de filtre actif

Le LF356 peut être utilisé dans des filtres passe-bas, passe-haut, band-pass et notch. Sa bande passante de 5 MHz et son taux de variation de 12 V/µs soutiennent un filtrage stable dans les circuits audio, d'instrumentation et de traitement de signal analogique général.

Circuits d'échantillonnage et de maintien

Le LF356 fonctionne bien dans les circuits d'échantillonnage et de maintien parce que son faible courant d'entrée aide à réduire la perte de tension sur le condensateur de maintien. Cela le rend utile dans les systèmes d'acquisition de données et les étapes d'entrée ADC.

Interfaces de capteur à haute impédance

Le LF356 est utile pour connecter des capteurs à haute impédance à d'autres circuits. Il peut interagir avec des dispositifs tels que des photodiodes, des capteurs piézoélectriques et des transducteurs sans tirer beaucoup de courant de la sortie du capteur.

Preamplificateurs audio

Le LF356 peut amplifier des signaux audio de faible niveau avant qu'ils ne soient envoyés à l'étape d'amplification principale. Son faible bruit et sa réponse rapide aident à maintenir le signal audio clair et précis.

Circuits intégrateurs et dérivateurs

Le LF356 peut être utilisé dans des circuits intégrateurs et dérivateurs analogiques pour la mise en forme d'ondes, le timing et le calcul analogique. Son faible courant de polarisation aide à réduire les erreurs dans les circuits basés sur des condensateurs.

Convertisseurs courant-tension

Le LF356 peut convertir de petits courants d'entrée en signaux de tension dans des circuits amplificateurs en transimpédance. Cela est utile pour les amplificateurs de photodiode, les capteurs de lumière et d'autres dispositifs à sortie de courant.

Redresseurs de précision et détecteurs de crête

Le LF356 peut être utilisé dans des circuits de redresseurs de précision et de détecteurs de crête pour la mesure de signal et le suivi d'ondes. Son taux de variation rapide l'aide à répondre plus précisément aux signaux d'entrée changeants.

Exemples de circuits d'application du LF356

Circuit de test de temps de stabilisation

Le premier circuit montre un dispositif de test de temps de stabilisation pour le LF356. Un signal d'entrée en échelon est appliqué à l'entrée inversante via des résistances de précision, tandis que l'entrée non inversante est connectée à la masse. Le LF356 fonctionne comme un amplificateur inversant à haute vitesse, et la sortie est vérifiée pour voir à quelle vitesse elle atteint sa valeur finale après le changement d'entrée. Le JFET 2N4416 et le petit condensateur aident à isoler et observer avec précision la forme d'onde de sortie. Ce circuit est principalement utilisé pour mesurer la rapidité avec laquelle le LF356 se stabilise après un changement soudain du signal, ce qui est important dans l'acquisition de données, les systèmes d'échantillonnage et les circuits de mesure de précision.

Circuit Échantillon et Maintien

Le deuxième circuit montre le LF356 utilisé dans une application d’échantillonnage et de maintien. Le premier LF356 fonctionne comme un tampon d'entrée, afin que le signal d'entrée puisse être transmis sans être fortement chargé. Les commutateurs JFET contrôlent quand le signal est échantillonné et stocké sur le condensateur de maintien. Lorsque le commutateur est fermé, le condensateur se charge jusqu'à la tension d'entrée. Lorsque le commutateur s'ouvre, le condensateur conserve cette tension pendant une courte période. Le deuxième LF356 fonctionne comme un tampon de sortie, permettant à la tension stockée d'être envoyée à la sortie sans que le condensateur ne se décharge rapidement. Ce circuit est utile dans les systèmes ADC, l'échantillonnage de signaux et les circuits de mémoire analogique.

Ces exemples montrent pourquoi le LF356 est utile dans les circuits analogiques rapides et à haute impédance. Son étage d'entrée JFET consomme très peu de courant, de sorte qu'il ne perturbe pas les signaux petits ou stockés. Son taux de variation rapide et sa large bande passante l’aident également à répondre rapidement aux signaux d'entrée changeants.

LF356 vs LF351, LF355, et LF357

Paramètre	LF351	LF355	LF356	LF357
Type d'Entrée	Entrée JFET	Entrée JFET	Entrée JFET	Entrée JFET
Nombre d'Amplificateurs	Amplificateur opérationnel simple	Amplificateur opérationnel simple	Amplificateur opérationnel simple	Amplificateur opérationnel simple
Tension d'Alimentation Typique	±15 V	±15 V	±15 V	±15 V
Produit de Gain-Bande Passante	Environ 4 MHz	Environ 2,5 MHz	Environ 5 MHz	Environ 20 MHz
Taux de Variation	Environ 13 V/µs	Environ 5 V/µs	Environ 12 V/µs	Environ 50 V/µs
Courant de Polarisation d'Entrée	Très faible, plage pA	Très faible, plage pA	Environ 30 pA	Très faible, plage pA
Tension de Décalage d'Entrée	Faible à modéré	Décalage inférieur à LF351	Environ 3 mV typique	Faible à modéré
Performance de Bruit	Bon pour une utilisation analogique générale	Bon pour une utilisation de précision	Bruit faible, adapté au conditionnement de signal	Bon pour une utilisation rapide de signaux
Stabilité	Compensé en interne	Compensé en interne	Compensé en interne	Non compensé, généralement stable à des gains en boucle fermée plus élevés
Niveau de Vitesse	Vitesse moyenne	Vitesse inférieure	Vitesse moyenne à haute	Haute vitesse
Meilleur Cas d'Utilisation	Circuits d'amplificateur opérationnel JFET à usage général	Circuits de précision et à faible dérive	Conditionnement de signal rapide à faible courant de polarisation	Amplificateur à haute vitesse et circuits de signal rapide
Principal Avantage	Performance générale équilibrée	Meilleure précision comportementale	Bon mélange de vitesse, faible courant de polarisation et bande passante	Taux de variation beaucoup plus rapide et bande passante plus large
Principale Limitation	Pas aussi rapide que le LF357	Plus lent que le LF356 et le LF357	Pas l'option la plus rapide de la famille	Pas idéal pour une utilisation de tampon à gain unitaire sauf si le circuit répond aux exigences de stabilité

LF356 Alternatives et Pièces Équivalentes

• OPA134

• OPA604

• OP177

• AD711

• AD712

• CA3140

• CA3130

• LM741

• LF411 , etc.

Dimensions et conditionnement mécaniques

Fabricant

Texas Instruments a une forte capacité de fabrication pour les circuits intégrés analogiques tels que l'amplificateur opérationnel LF356 à entrée JFET, car l'entreprise a une longue expérience dans la conception, le test et la production de dispositifs linéaires de précision. Le LF356 nécessite un contrôle minutieux de l'étage d'entrée JFET, un faible courant de polarisation d'entrée, une tension de décalage, des performances de bruit, une vitesse de montée et une compensation de fréquence, donc sa production dépend d'un traitement des semi-conducteurs précis et de tests électriques fiables. La force de fabrication analogique de TI comprend la fabrication de plaquettes, l'emballage des dispositifs, les tests paramétriques, le contrôle de la qualité et le support de la chaîne d'approvisionnement pour des composants de qualité industrielle et militaire.

Questions Fréquemment Posées [FAQ]

1. Pourquoi le LF356 est-il meilleur pour les sources de signal à haute impédance qu'un amplificateur opérationnel à entrée bipolaire standard ?

Le LF356 utilise un étage d'entrée JFET, donc il consomme très peu de courant d'entrée. Cela aide à protéger les signaux faibles provenant de capteurs, de photodiodes et de transducteurs car l'amplificateur opérationnel ne charge pas fortement la source du signal.

2. Que signifie un courant de polarisation d'entrée de 30 pA dans la conception de circuits réels ?

Un courant de polarisation d'entrée de 30 pA signifie qu'un courant très faible circule dans les broches d'entrée. Cela est important lorsque le signal provient d'une source à haute résistance, car même un faible courant d'entrée peut créer une erreur de tension à travers de grandes résistances.

3. Le LF356 est-il adapté aux circuits de filtre actif ?

Oui. Le LF356 peut être utilisé dans des filtres actifs car il a une bande passante à gain unitaire de 5 MHz et une vitesse de montée de 12 V/µs. Ces valeurs lui permettent de gérer de nombreux conceptions de filtres passe-bas, passe-haut, passe-bande et notch avec une bonne rapidité et stabilité.

4. Pourquoi le LF356 fonctionne-t-il bien dans les circuits d'échantillonnage et de maintien ?

Le LF356 fonctionne bien dans les circuits d'échantillonnage et de maintien car son faible courant d'entrée réduit la perte de charge du condensateur de maintien. Cela aide la tension stockée à rester plus stable avant d'être envoyée à un ADC ou à un autre stade de circuit.

5. Quel est l'objectif des broches d'équilibre sur le LF356 ?

Les broches 1 et 5 sont des broches d'équilibre utilisées pour l'ajustement de décalage. Elles aident à réduire l'erreur de sortie DC indésirable lorsque le circuit nécessite une précision de tension plus précise.

6. Le LF356 peut-il piloter des charges capacitives ?

Oui. Le LF356 peut supporter des charges capacitives allant jusqu'à environ 5 000 pF sans problèmes majeurs de stabilité. Cela est utile lorsque la sortie est connectée à des câbles, des filtres ou des étages de circuit capacitif.

7. Qu'est-ce qui rend le LF356 utile dans les circuits convertisseurs courant-tension ?

Son très faible courant de polarisation d'entrée le rend adapté pour convertir de petits signaux de courant en signaux de tension. Cela est utile pour les amplificateurs de photodiodes, les capteurs de lumière et d'autres dispositifs à sortie de courant.

8. En quoi le LF356 est-il différent du LF357 ?

Le LF357 est beaucoup plus rapide, avec une bande passante d'environ 20 MHz et une vitesse de montée de 50 V/µs, mais il est décompensé et nécessite généralement un gain en boucle fermée plus élevé pour un fonctionnement stable. Le LF356 est plus lent, mais plus facile à utiliser dans de nombreux circuits de conditionnement de signal généraux.