作為典型的模擬電路產(chǎn)品，放大器的革新雖然一直在持續(xù)，但是因產(chǎn)品特點使得其創(chuàng)新的節(jié)奏相對緩慢。近幾年來，隨著工業(yè)、汽車和消費電子等市場需求的快節(jié)奏變化，放大器創(chuàng)新的步伐明顯加快。日前，筆者采訪了德州儀器（TI）放大器產(chǎn)品部副總裁兼總經(jīng)理Amichai Ron先生，闡述了其對放大器技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展最新趨勢的觀點。

工業(yè)、汽車和消費電子引領(lǐng)市場增長

毋庸置疑，半導(dǎo)體產(chǎn)品的革新動力來自于市場需求。隨著工業(yè)市場、汽車市場以及個人電子產(chǎn)品市場的快速增長，半導(dǎo)體產(chǎn)品在這三個市場的應(yīng)用也日漸增長。

汽車上擁有更多的功能、變得更加的安全、更豐富的車上娛樂信息系統(tǒng)以及更多的功能正在被集成到汽車上。一輛汽車上的所有半導(dǎo)體產(chǎn)品成本從僅有幾十美元已達(dá)幾百美元，隨著電動車的普及，汽車上將會出現(xiàn)越來越多的電子產(chǎn)品。

by Amichai Ron

在個人電子產(chǎn)品方面，現(xiàn)在大家可能更多會用到可穿戴醫(yī)療設(shè)備來檢測自己的心率等健康指標(biāo)。如今，市場對電子系統(tǒng)的需求不光是數(shù)量上越來越多，對體積要求越來越小，對智能化的要求也越來越高。

傳感、智能和多功能

無論是工業(yè)領(lǐng)域，還是汽車和消費電子領(lǐng)域，電子系統(tǒng)的市場需求大方向上都是朝著需要更具感知力、更強(qiáng)的性能表現(xiàn)以及更多功能上發(fā)展的。市場需要的不僅僅是更多數(shù)量的電子系統(tǒng)，而且對于新的電子系統(tǒng)的體積和智能化提出了更高要求。

Amichai Ron表示，在我們的觀察中發(fā)現(xiàn)，其實工業(yè)市場、汽車市場以及個人電子市場的需求是有一些共同點的。如果你曾經(jīng)參觀過現(xiàn)代的工廠，你會發(fā)現(xiàn)工廠內(nèi)安裝了許多傳感器，設(shè)備里都有許多電子元器件，傳感器在其中所起到的作用就是幫助機(jī)器人感知其周圍的環(huán)境。

同時的現(xiàn)象發(fā)生在個人消費電子產(chǎn)品里，智能手機(jī)里面也安裝著許多傳感器。這些傳感器為手機(jī)傳遞位置信息，“告訴”手機(jī)其他什么設(shè)備與之相連接。同時，這些設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)其他的功能，例如通過語音識別來分析你的語音指令并執(zhí)行。這類產(chǎn)品對傳感器的要求非常高，要求麥克風(fēng)MEMS傳感器陣列相當(dāng)集成，因為這么小的一個產(chǎn)品里可能有6-7個傳感器，麥克風(fēng)產(chǎn)品后面跟了許多ADC器件和信號處理器件，它就要求整個信號處理系統(tǒng)越來越緊湊、小型，還有低功耗。

總之，無論是在工業(yè)、汽車還是個人電子產(chǎn)品領(lǐng)域，市場都要求其更具感知力，讓每一節(jié)點具有更多感應(yīng)器、更強(qiáng)的性能表現(xiàn)，讓設(shè)備能加地智能、以及更多功能，讓每臺設(shè)備實現(xiàn)的更多。

新需求下的放大器技術(shù)創(chuàng)新

市場變化趨勢又具體對放大器的創(chuàng)新和發(fā)展意味著什么呢？

Amichai Ron認(rèn)為，這些市場趨勢則要求放大器的封裝尺寸變小，具有極低的功耗以延長電池和系統(tǒng)的使用壽命，但同時，還要求增強(qiáng)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，同時達(dá)到以上的要求是極具挑戰(zhàn)性的。

為了滿足對小尺寸放大器的需求，TI在今年2月6日推出了世界上最小型的運算放大器，這枚名為TLV9061的運算放大器僅占0.64mm2。

據(jù)Amichai Ron介紹，盡管這款放大器尺寸非常小，但仍然能夠保持低功耗且高性能，幫助工業(yè)、汽車還是個人電子領(lǐng)域客戶的設(shè)計都能夠減少系統(tǒng)尺寸和功耗的同時，保持高性能。

據(jù)了解，TLV9061運算放大器具有以下三個特點：減少系統(tǒng)尺寸及成本、提供高性能設(shè)計以及提供更高的DC準(zhǔn)確性。從系統(tǒng)角度來講，現(xiàn)在運放有個要求，因為這些器件經(jīng)常面對著電磁干擾，需要把EMI 濾波器集成進(jìn)去。比如手機(jī)內(nèi)的運算放大器集成了EMI的濾波器，就使得用戶在做系統(tǒng)設(shè)計時節(jié)省了使用外部濾波器所占用的空間。TLV9061運算放大器是10M帶寬的器件，同時能保證在10M帶寬情況下，功耗比同類10M帶寬低，且性能保持在很高的水平。第三點則是其DC精度具有更高的準(zhǔn)確性。

Amichai Ron表示，TLV9061只是一個開始，TI后面會推出更多系列家族來進(jìn)入到最小封裝家族系列。

LPV821系列放大器是TI在低功耗方向上的杰出代表，這款放大器集超高精度與極低功耗于一身，功耗能夠降低60%，且使用零漂移技術(shù)，使得精度能夠到達(dá)很高的水平。Amichai Ron對于這款放大器產(chǎn)品給予了很高的評價，為能夠為客戶提供如此高性能的放大器感到自豪。

據(jù)Amichai Ron介紹，這款運算放大器能在最低電源電流為650nA的條件下仍然能夠提供超高精度。其次，是功耗降低60%，這在業(yè)內(nèi)也是最低的。第三個特點則是其超高的精度，通過自校準(zhǔn)及零漂移技術(shù)以確保超高的精度。不僅為客戶提供器件，同時幫助客戶更好地在其系統(tǒng)設(shè)計中使用這些器件。用LPV821加一些MCU和無線的器件組成了一個無線傳感節(jié)點。因為本身線上電流已經(jīng)很低，4-10mA，還需要在上面取一些電給放大器供電，從而讓它整個傳感節(jié)點能正常工作，發(fā)送信號，所以對功耗的要求就會比較高，而且0-40mA是很小的電流，除了電流小，功耗要求之外，對精度也有要求，要分辨那么小的電流。所以，它非常適合既要低功耗又要高精度的系統(tǒng)設(shè)計。

廣泛的產(chǎn)品組合與完整的技術(shù)資源儲備

作為模擬半導(dǎo)體產(chǎn)品的代表，工程師在使用放大器過程中需要學(xué)習(xí)相當(dāng)多的專業(yè)知識，而如何選擇到合適的放大器產(chǎn)品成為加快開發(fā)進(jìn)度的關(guān)鍵。

Amichai Ron表示，我們希望傳遞的一個信息是，我們的客戶無論是需要何種放大器，滿足何種需求，他們都可以在TI的放大器產(chǎn)品線中找到。

在TI的整個放大器產(chǎn)品組合非常全面，為客戶提供滿足無論是在工業(yè)、汽車、個人電子或其他領(lǐng)域，各自幾乎你可以想象到的需求的放大器。從超高性能到優(yōu)化成本，無論是需要最大程度地提高電壓系統(tǒng)性能，延長電池和系統(tǒng)壽命，減少布板空間或者提高可靠性，都可以在我們的放大器產(chǎn)品組合中找到適合的。

另外，為了方便工程師針對放大器電路的開發(fā)， TI除了提供IC之外還一直不遺余力地給工程師提供整套參考方案。TI的工程師一直在打造一些參考設(shè)計，這些參考設(shè)計選用了一些比較典型的應(yīng)用場景，現(xiàn)在用TI最好或性價比最高的運放搭成典型應(yīng)用電路。

據(jù)了解，目前有超過40個左右運算放大器和ADC一起搭成典型應(yīng)用電路，且這些都已經(jīng)發(fā)布在了TI的官網(wǎng)上，包括原理圖、仿真都在上面，給了工程師很多方便的選擇。工程師不用再去思考這個系統(tǒng)解決方案到底要花多少運放和比較器搭出這樣功能，TI直接給了他們一個參考。

TI還為運算放大器產(chǎn)品提供豐富的免費開發(fā)工具。首先是DIY 放大器評估模版，客戶能夠很快或者新入門的工程師能很快評估運放的概念，并驗證仿真。另一個需要一個強(qiáng)調(diào)的是TI 精度實驗室。我們在TI官網(wǎng)上公布了包括一系列視頻或一系列工具給到工程師，從入門初級到高級進(jìn)階級教程都有，許多視頻是由中國的工程師錄制的，告訴工程師怎么讀運放手冊、找到關(guān)鍵指標(biāo)如何計算等等，是一個非常好的教材。

除此以外，我們還提供模擬射擊的袖珍參考電子書，提供很多運放概念以及選型，電路怎么選，是給工程師在案頭做設(shè)計時非常實用的一個參考資料。

TI還提供其他的工具，包括TINA-TITM，在工程界比較有名的SPICE仿真軟件，以及德州儀器中文技術(shù)支持社區(qū)（TI E2ETM 中文社區(qū)）。