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上一篇文章从精密运放到高精度ADC（AD7606），看国替如何在电路创新中突破芯片制造工艺瓶颈 大家对文中提到的两款产品关注热度很高，也有不少使用过的朋友通过微信或后台分享了他们的经验和点评。

（本文作者：工程师郑老师（化名，请勿对号入座）。文中观点仅代表作者观点，为方便公众号分享，摘取部分分享文字整理（部分可能商业涉密，已做删节处理）。）

国替潮风卷，连某同学所在的某重点实验室的一个项目也难免牵连——

在某化学试剂的检测需要在甲醇溶剂中进行测定，在未加入该试剂的甲醇溶剂中光源会激发出一定数目的光子数，在检测时需要维持光源的稳定,以保持基线检测时基线始终维持在相对未定的范围内，在实验时也可以通过基线间接的检测光源的稳定性。

在光源反馈环节主要采用的由0P2177组成的I/V转换电路，控制器提供电源点亮 LED，LED产生的光强被光电池接受转化为电流输出，经过 I/V 转换电路转换为电压反馈到控制器，控制器将会根据所需的光强进行自动调节，由于光电池产生的电流较小达到 uA 级，因此在选择具有精密、单位增益稳定、低噪声、低输入的偏置电流运算放大器,光强反馈调节电路图如图

图1：问题出在这里，所用的高精度运放OP2177，如何替换？

按说，高精度运放，几乎无脑选择两家——TI和ADI，比如这里，就ADI家大致可以选：低噪声的双通道运算放大器AD8676，具有低失调电压和低失调电压漂移，适合精密应用；MAX4238/MAX4239的这些运放具有超低噪声和低失调电压，同样适合这里的适合高精度应用；还有LT1013，低噪声、低失调电压的双通道运算放大器；德姨家的，OPA2277，这款运放具有低噪声和低失调电压，还有OPA2188和OPA211大致也ok这种高精度应用。

过去，但凡高性能和高精度、高速……，回到国产替代，通常是一个头两个大。实话实说，国产替代这几年部分高端芯片确实已经逐渐出了不少可圈可点的产品，比如海思24位ADC的AC966系列，据说实测效果确实能打。

要给这位同学的这块运放国替做建议，那还不得不说说本人的类似经历（估计当下每个国内硬件设计者都有类似故事讲一讲吧）。

去年3月我的“基于GD32的光伏发电电能质量在线监测系统设计”也面临国替的麻烦事，从STM32 微控制器到GD的切换没啥难度，而AD7606的替换，最牛高性能模拟ADI家的红了十几年的SAR ADC……想着要找国产高性能ADC，懂行的大概都会亚历山大！

图2.光伏发电电能质量在线监测系统数据采集电路原理图

调研结果，国内已经有十几家芯片商推出了各种替代型号！话说，大家盯的赛道很准，这块AD7606在国内十几年已经赚得盆满钵满，仅电能质量监测这个细分赛道就是天量市场啊，而AD7606已经是事实标准，国替的政策护航，机会大好。

十几个非主流方案，第一个困难就是选择困难症犯了，尽管宣称指标都是棒棒哒（甚至大部分都会在部分关键指标有超越……），demo测试、design in时间伤不起啊。

图3：光伏发电电能质量在线监测系统电流信号调理电路

最终，我们选择了一家北京半导体公司——士模微电子的CM2248。借助他们FAE的大力支持，系统换芯升级工作只用了一个多月搞掂（含换电路板、软件移植和系统调试），产品特性实现了完全替代，目前已经量产一年系统表现一直很稳定。

小编补充：士模SAR ADC产品CM2248（同系列CM2268和CM2368）主要特性如下（据官方datasheet）：

采用士模原创的变增益放大器直驱SAR ADC内核架构(直驱direct-drive架构)；

16位分辨率、200kSPS采样率，±10V档位下SNR高达92dB，采用5V单电源供电，可以处理±10V、±5V真双极性输入信号；

输入钳位保护电路可以承受高达±18.5V的电压。实现了较国际竞品更高的信噪比和更低的功耗。值得一提的是，作为国替，他们通过正向设计突破工艺瓶颈实现了境内流片，供应链安全也是老郑筛选方案的关注点之一。小编已经向郑工处获得CM2248系列的datasheet，具体产品特性扫码加V可以免费分享）。

接到前面说到OP2177的国替话题，我想说的是中国高性能模拟信号链部分玩家这几年还是取得了不小的成功，可圈可点。在我们的后续产品信号链方案中，我们使用了多款士模微的信号链产品，前面的OP2177，我就推荐了CM4102。

看看纸面的数据对比——

但问过士模的FAE，这种差距主要是源于半导体制造工艺，双极工艺（Bipolar）与CMOS天然的差距，CM4102采用了独有的双极性工艺可以实现CMOS工艺实现不了的性能。

双极工艺在运放上的优势是公认的，这里继续科普——

从过去的收音机到今天的微芯片，双极晶体管发挥了至关重要但往往不为人知的作用。双极晶体管广泛用于放大器电路中，以提高电信号的强度。它们为小信号提供必要的增益，使其成为可用的输出，这在音频设备、通信系统和仪器仪表中是必不可少的。这些三端子半导体器件使用电子和空穴进行电流流动，是无数电子系统的支柱。双极结型晶体管 （BJT） 与 MOSFET 等单极晶体管不同，BJT 是电流控制器件，依靠电子和空穴作为电荷载流子。这种双载流子机制使 BJT 能够在电子电路中执行关键功能，包括放大和开关。

在高精度运放中，CMOS 工艺与双极工艺的性能差异主要体现在以下关键指标上，这些差异由工艺原理和器件特性决定。

核心性能指标对比

双极晶体管由于其多功能的电流控制能力，是许多电子应用的基础元件。它们能够用作放大器、开关、振荡器、线性稳压器，因此在各种电子系统中不可或缺。

关于双极工艺的科普，还可以讲很多。但其实这里更想讲的是，最近也看到国内模拟半导体企业也开始宣讲工艺优势了，有点难能可贵。模拟芯片离不开制造工艺的优化，这通常是国外那些自带fab的大厂的专利，例如安森美推出的Treo平台，凭借其基于 65nm 的 BCD 技术，在模拟和混合信号领域搅起了一些波澜（把双极晶体管、CMOS 晶体管和 DMOS 晶体管这三类晶体管的优点整合到一颗芯片里）而国内fabless（无晶圆厂半导体设计企业）通常在起点就被丢开很大差距。士模微通过电路设计上的巧思，克服了传统双极工艺运放面临着输入偏置电流（IB）的困扰，难得在工艺制造上活得优势。