2024年3月28日发(作者：冼芮)
ICL7650斩波稳零运算放大器的原理、特性及应用
ICL7650是Intersil公司利用动态校零技术和CMOS工艺制作的斩波稳零式
高精度运放，它具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应
快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点
1 基本特性
1) 低电源电流为2mA；
2) 低触压为1μV；
3) 无微调需要的偏移电压；
4) 高增益的CMRR和PSRR为120dB（最小值）；
5) 具有时间和温度的低偏移漂流；
6) 扩大的共模电压范围；
7) 低DC输入偏置电流为lOpA；
8) 单片低功率CMOS设计。
2芯片结构
ICL7650采用14脚双列直插式和8脚金属壳两种封装形式，图1所示是最
常用的14脚双列直插式封装的引脚排列图。图2为8脚的封装形式
图1 ICL7650 14引脚形式
1
图2 ICL76508引脚封装形式
各引脚的功能说明如下：
CEXTB：外接电容CEXTB;
CEXTA：外接电容CEXTA;
-IN：反相输入端;
+IN：同相输入端;
V-：负电源端;
CRETN：CEXTA和CEXTB的公共端;
OUTCLAMP：箝位端;
OUTPUT：输出端;
V+：正电源端;
INTCLKOUT：时钟输出端;
EXTCLKIN：时钟输入端;
时钟控制端，可通过该端选择使用内部时钟或外部时钟
2
当选择外部时钟时，该端接负电源端(V-)，并在时钟输入端(EXTCLKIN)引
入外部时钟信号
当该端开路或接V+时，电路将使用内部时钟去控制其它电路的工作
3工作原理
ICL7650利用动态校零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移，从而摆
脱了传统斩波稳零电路的束缚，克服了传统斩波稳零放大器的这些缺点
ICL7650的工作原理如图3所示
图3 ICL7650工作原理
图中，MAIN是主放大器(CMOS运算放大器)，NULL是调零放大器(CMOS
高增益运算放大器)
电路通过电子开关的转换来进行两个阶段工作，第一是在内部时钟(OSC)的上半
周期，电子开关A和B导通，A和C断开，电路处于误差检测和寄存阶段;第
二是在内部时钟的下半周期，A和C导通，A和B断开，电路处于动态校零和
放大阶段
由于ICL7650中的NULL运算放大器的增益A0N一般设计在100dB左右，
因此，即使主运放MAIN的失调电压VOSN达到100mV，整个电路的失调电压
也仅为1μV。
3
由于以上两个阶段不断交替进行，电容CN和CM将各自所寄存的上一阶段
结果送入运放MAIN、NULL的调零端，这使得图3所示电路几乎不存在失调和
漂移，可见，ICL7650是一种高增益、高共模抑制比和具有双端输入功能的运算
放大器
4 应用电路
ICL7650除了具有普通运算放大器的特点和应用范围外，还具有高增益、高
共模抑制比、失调小和漂移低等特点，所以常常被用在热电偶、电阻应变电桥、
电荷传感器等测量微弱信号的前置放大器中
图4所示电路是某地震前兆信号采集系统的前置放大电路
图4 ICL7650用于前置放大电路
系统中碳电极与信号调理器浮空地之间感应的自然地空电位Vi1和Vi2被分
别加到I-CL7650的两个输入端，微弱信号Vi1和Vi2经放大后将从ICL7650的
第10引脚输出，放大后的信号经过一系列处理后可分别送入显示器和记录仪进
行显示和记录，以供地震研究和预测使用
为了防止输入信号幅度过大而导致ICL7650损坏，图4电路在两路信号的
输入端分别加入了起保护作用的四个二极管D1～D4
由于电路正常工作时的输入信号Vi1和Vi2幅度很小，所以二极管不导通，
也就不会影响电路的正常工作。
4
电路的增益较高，为防止产生高频振荡，设计时在电阻R4上并接了电容
C3，因其容量较小，所以对信号放大倍数的影响也非常小
为了抬高运算放大器输出信号的直流分量，可将箝位端接在运算放大器的反
向输入端
运用ICL7650生产的三十多套地震前兆信号采集系统已分别安装在全国四
个省市近十个地震台站，并已采集到大量的地震前兆信号，因此可以证明：整个
系统性能稳定、抗干扰能力强
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2024年3月28日发(作者：冼芮)
ICL7650斩波稳零运算放大器的原理、特性及应用
ICL7650是Intersil公司利用动态校零技术和CMOS工艺制作的斩波稳零式
高精度运放，它具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应
快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点
1 基本特性
1) 低电源电流为2mA；
2) 低触压为1μV；
3) 无微调需要的偏移电压；
4) 高增益的CMRR和PSRR为120dB（最小值）；
5) 具有时间和温度的低偏移漂流；
6) 扩大的共模电压范围；
7) 低DC输入偏置电流为lOpA；
8) 单片低功率CMOS设计。
2芯片结构
ICL7650采用14脚双列直插式和8脚金属壳两种封装形式，图1所示是最
常用的14脚双列直插式封装的引脚排列图。图2为8脚的封装形式
图1 ICL7650 14引脚形式
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图2 ICL76508引脚封装形式
各引脚的功能说明如下：
CEXTB：外接电容CEXTB;
CEXTA：外接电容CEXTA;
-IN：反相输入端;
+IN：同相输入端;
V-：负电源端;
CRETN：CEXTA和CEXTB的公共端;
OUTCLAMP：箝位端;
OUTPUT：输出端;
V+：正电源端;
INTCLKOUT：时钟输出端;
EXTCLKIN：时钟输入端;
时钟控制端，可通过该端选择使用内部时钟或外部时钟
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当选择外部时钟时，该端接负电源端(V-)，并在时钟输入端(EXTCLKIN)引
入外部时钟信号
当该端开路或接V+时，电路将使用内部时钟去控制其它电路的工作
3工作原理
ICL7650利用动态校零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移，从而摆
脱了传统斩波稳零电路的束缚，克服了传统斩波稳零放大器的这些缺点
ICL7650的工作原理如图3所示
图3 ICL7650工作原理
图中，MAIN是主放大器(CMOS运算放大器)，NULL是调零放大器(CMOS
高增益运算放大器)
电路通过电子开关的转换来进行两个阶段工作，第一是在内部时钟(OSC)的上半
周期，电子开关A和B导通，A和C断开，电路处于误差检测和寄存阶段;第
二是在内部时钟的下半周期，A和C导通，A和B断开，电路处于动态校零和
放大阶段
由于ICL7650中的NULL运算放大器的增益A0N一般设计在100dB左右，
因此，即使主运放MAIN的失调电压VOSN达到100mV，整个电路的失调电压
也仅为1μV。
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由于以上两个阶段不断交替进行，电容CN和CM将各自所寄存的上一阶段
结果送入运放MAIN、NULL的调零端，这使得图3所示电路几乎不存在失调和
漂移，可见，ICL7650是一种高增益、高共模抑制比和具有双端输入功能的运算
放大器
4 应用电路
ICL7650除了具有普通运算放大器的特点和应用范围外，还具有高增益、高
共模抑制比、失调小和漂移低等特点，所以常常被用在热电偶、电阻应变电桥、
电荷传感器等测量微弱信号的前置放大器中
图4所示电路是某地震前兆信号采集系统的前置放大电路
图4 ICL7650用于前置放大电路
系统中碳电极与信号调理器浮空地之间感应的自然地空电位Vi1和Vi2被分
别加到I-CL7650的两个输入端，微弱信号Vi1和Vi2经放大后将从ICL7650的
第10引脚输出，放大后的信号经过一系列处理后可分别送入显示器和记录仪进
行显示和记录，以供地震研究和预测使用
为了防止输入信号幅度过大而导致ICL7650损坏，图4电路在两路信号的
输入端分别加入了起保护作用的四个二极管D1～D4
由于电路正常工作时的输入信号Vi1和Vi2幅度很小，所以二极管不导通，
也就不会影响电路的正常工作。
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电路的增益较高，为防止产生高频振荡，设计时在电阻R4上并接了电容
C3，因其容量较小，所以对信号放大倍数的影响也非常小
为了抬高运算放大器输出信号的直流分量，可将箝位端接在运算放大器的反
向输入端
运用ICL7650生产的三十多套地震前兆信号采集系统已分别安装在全国四
个省市近十个地震台站，并已采集到大量的地震前兆信号，因此可以证明：整个
系统性能稳定、抗干扰能力强
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