AD621 是一款基于经典三运放电路改进的单片仪表放大器。芯片布局经过精心设计，特别注重热对称性，使关键器件之间实现良好的匹配与跟踪，从而以较低成本保持该电路固有的高性能。
芯片上的增益电阻在出厂时已预调至 10 倍和 100 倍增益。AD621 默认增益为 10。只需一个外部跳线（连接引脚 1 和 8）即可将增益切换为 100。特殊设计技术确保其增益温漂低至 5 ppm/°C（最大值），即使在 100 倍增益下也是如此。
图 3 为 AD621 的简化原理图。
输入晶体管 Q1 和 Q2 构成一个差分双极型输入对，提供高精度输入，同时借助 Superβeta 工艺，将输入偏置电流降低至传统器件的 1/10。通过 Q1-A1-R1 和 Q2-A2-R2 反馈环路，维持输入器件 Q1 和 Q2 的集电极电流恒定，从而将输入电压施加于增益设定电阻 RG 上，该电阻在增益为 10 时等于 R5，在增益为 100 时等于 R5 与 R6 的并联值。
由此产生从输入端到 A1/A2 输出端的差分增益，表达式为：
G = (R1 + R2) / RG + 1
单位增益减法器 A3 去除共模信号，产生一个以 REF 引脚电位为参考的单端输出。
RG 的取值也决定了前置放大级的跨导。随着 RG 减小（增益增大），跨导将渐近趋近于输入晶体管的跨导。这带来三个重要优势：
(a) 开环增益随设定增益的提高而增加，从而降低增益相关误差；
(b) 增益带宽积（由 C1、C2 和前置跨导决定）随设定增益增加而提高，优化频率响应；
(c) 输入电压噪声降至 9 nV/√Hz，主要由输入器件的集电极电流和基极电阻决定。
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