當(dāng)今電子系統(tǒng)必須要能夠在前所未有的高溫條件下工作。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、油田設(shè)備和其他各種當(dāng)代以及新一代控制應(yīng)用要求器件能在超過(guò)200℃的溫度下工作。遺憾的是，集成電路的高溫工作性能極為有限，尤其當(dāng)溫度達(dá)到并超過(guò)200℃時(shí)。

    應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的一種方法是遠(yuǎn)程放置電子設(shè)備，然而這種技術(shù)會(huì)增加成本，犧牲可靠性，且通常會(huì)降低系統(tǒng)精度。因此，針對(duì)200℃以上高溫工作而設(shè)計(jì)的電子電路需求不斷增加。碳化硅和砷化鎵可在高溫下工作，但這類工藝性價(jià)比不高。目前為止，并沒(méi)有很多物美價(jià)廉的差分放大器是特地針對(duì)高溫工作而設(shè)計(jì)的。

    本文的設(shè)計(jì)思路提供了一種低成本、高性能的替代解決方案。連接兩個(gè)快速、低噪聲、高性能儀表放大器AD8229，可構(gòu)建高溫差分放大器。AD8229采用先進(jìn)的絕緣硅片(SOI)工藝制造，這種工藝同樣用于為各大跨國(guó)航空公司、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和石化產(chǎn)品供應(yīng)商提供精密壓力傳感器。采用SOI工藝制造的電路具有高精度性能、高度的可靠性、更佳的介質(zhì)兼容性以及擴(kuò)展高溫工作范圍。儀表放大器AD8229采用8引腳側(cè)面釬焊陶瓷雙列直插式封裝(SBDIP)，設(shè)計(jì)用于極端高溫環(huán)境下工作。在高溫情況下，介質(zhì)隔離工藝可最大程度地降低泄漏電流，且設(shè)計(jì)架構(gòu)可補(bǔ)償高溫下的低基極-發(fā)射極電壓。

    ADC通常采用1.8V至5V單電源。若要在大共模電壓存在的情況下處理小信號(hào)，則可在ADC前放置一個(gè)儀表放大器，以便放大信號(hào)，同時(shí)抑制共模電壓，使ADC輸入不至于飽和。圖1顯示系統(tǒng)增益為2的全差分放大器。

    該放大器與單端或差分輸入配合使用，提供低失真差分輸出，驅(qū)動(dòng)高精度ADC。這款完整的高溫解決方案具有放大和調(diào)整輸出，可極大地改善高溫惡劣環(huán)境下系統(tǒng)的性能以及工作效率。

    放大器A用作跟隨器，放大器B用作反相器，它們?cè)贠UTP和OUTN之間形成增益調(diào)節(jié)差分信號(hào)。不用增益電阻時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置G = 2。若要求增益大于2，則可在RG兩端添加匹配增益設(shè)置電阻。

    該電路的傳遞函數(shù)為：

    VOUT = 2 × G × (VIN+ - VIN-) + VREF

    其中：

    G = 1 + 6 kO/ RG