opa350.docx
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opa350
高速,单电源,轨到轨运算放大器
OP350
特点
轨到轨输入
轨到轨输出(小于10mV)
宽带:
38MHz
高压摆率:
22V/ms
低噪音:
5nV/√Hz
低总谐波失真+噪声:
0.0006%
单位增益稳定
MicroSIZE封装
单运放,双运放和四运放
描述
OPA350系列的轨到轨CMOS运算放大器为低电压,单电源供电进行了优化。
轨到轨输入/输出,低噪声(5nV/√Hz),高速运行(38MHz,22V/ms)驱动采样模拟到数字转换器的理想选择。
它们也适用于手机的PA控制环路和视频处理(75W的驱动能力),以及音频和通用应用。
单,双和四运放版相同规格最大的设计灵活性。
OPA350系列工作在低至2.5V的单电源输入的共模电压范围扩展300mV以下和正电源电压的300mV以上。
在10KW负载与电源轨的10mV的输出电压摆幅。
双和四运放设计功能最低串扰和互动,自由的完全独立的电路。
单(OPA350)和双(OPA2350),采用微型MSOP-8表面贴装SO-8表面贴装,和8引脚DIP封装。
四(OPA4350)封装,节省空间的SSOP-16表面贴装和SO-14表面贴装。
所有从-40°C至+85°C,从-55°C至+125°C。
SPECIFICATIONS:
VS=2.7Vto5.5V
AtTA=+25︒C,RL=1kΩconnectedtoVS/2andVOUT=VS/2,除非特殊说明
限制适用于在指定的温度范围TA=–40°Cto+85°C.VS=5V.
参数
测试条件
OPA350EA,UA,PA
OPA2350EA,UA,PA
OPA4350EA,UA
单位
MIN
TYP
MAX
失调电压
输入失调电压VOS
TA=-40°Cto+85°C
与温度关系
与供电电压关系PSRR
TA=-40°Cto+85°C
通道分离(双,四)
VS=5V
TA=-40°Cto+85°C
VS=2.7Vto5.5v,VCM=0V
VS=2.7Vto5.5v,VCM=0V
dc
±150
±4
40
0.15
±500
±1
150
175
µV
mV
µV/°C
µV/V
µV/V
µV/V
输入偏置电流
输入偏置电流IB
过温
输入失调电流IOS
SeeTypical
±0.5
Performance±0.5
±10
Curve
±10
pA
pA
噪声
输入电压噪声f=100Hzto400kHz
输入电压噪声密度f=10kHzen
f=100kHz
电流噪声密度f=10kHzin
4
7
5
4
µVrms
nV/√Hz
nV/√Hz
fA/√Hz
输入电压范围
共模电压范围VCM
共模抑制比CMRR
TA=-40°Cto+85°C
TA=–40°Cto+85°C
Vs=2.7V,–0.1V Vs=5.5V,–0.1V Vs=5.5V,–0.1V –0.1 66 76 74 84 90 (V+)+0.1 V dB dB dB 输入阻抗 差分 共模 1013||2.5 1013||6.5 Ω||pF Ω||pF 开环增益 开环电压增益AOL TA=-40°Cto+85°C TA=-40°Cto+85°C RL=10kΩ,50mV RL=10kΩ,50mV RL=1kΩ,200mV RL=1kΩ,200mV 100 100 100 100 122 120 dB dB dB dB 频率响应 带宽增益积GBP 压摆率SR 稳定时间tS,,0.1% 0.01% 过载恢复时间 总谐波失真+噪声THD+N 差分增益误差 差分相位误差 CL=100pF G=1 G=1 G=±1,2VStep G=±1,2VStep VIN•G=VS RL=600Ω,VO=2.5Vp-p (2), G=1,f=1kHz G=2,RL=600Ω,VO=1.4V(3) G=2,RL=600Ω,VO=1.4V(3) 38 22 0.22 0.5 0.1 0.0006 0.17 0.17 MHz V/µs µs µs µs % % deg 输出 轨输出电压摆幅VOUT TA=-40°Cto+85°C TA=-40°Cto+85°C 输出电流IOUT 短路电流ISC 容性负载驱动CL RL=10kΩ,AOL≥100dB RL=10kΩ,AOL≥100dB RL=1kΩ,AOL≥100dB RL=1kΩ,AOL≥100dB 10 25 ±40(5) ±80 SeeTypicalCurve 50 50 200 200 mV mV mV mV mA mA 电源供电 额定电压范围VS 最小额外电压 每个放大器静态电流IQ TA=-40°Cto+85°C TA=–40°Cto+85°C IO=0 IO=0 2.7 2.5 5.2 5.5 7.5 8.5 V V mA mA 温度范围 额定范围 操作范围 存储温度 热阻抗θJA MSOP-8表面温度 SO-8表面温度 8-PinDIP表面温度 SO-14表面温度 SSOP-16表面温度 –40 –55 –55 150 150 100 100 100 +85 +125 +125 °C °C °C °C/W °C/W °C/W °C/W °C/W 极限值: 供电电压-----------------------------------5.5V 信号输入引脚 电压(-(V–)–----------0.3to(V+)+0.3V 电流 (2)---------------------------------------------------------10mA 输出短路电流(3)-----------------------连续 工作温度TA------------–55to+125°C 存数温度TSTG----------–55to+125°C 临界温度TJ-------------------------150°C 引线温度(soldering,10s)---------300°C (1)以上这些评级的压力,可能会造成永久性损坏。 长时间暴露在绝对最大条件下可能会降低器件的可靠性。 这些仅仅是极限参数,并在这些或超出指定的任何其他条件,并不意味着设备的功能操作。 (2)输入端子二极管钳位电压,应限制为10mA或更小的电流输入信号,可以摆动超过0.5V电压。 (3)短路接地,每个封装一个放大器。 静电放电敏感度: 该集成电路可被ESD损坏。 Burr-Brown公司建议所有集成电路与适当的预防措施处理。 如果不遵守正确的搬运和安装程序,可以造成损害。 ESD损害的范围可以从细微的性能下降到完整的设备故障。 精密集成电路可能更容易受到损害,因为非常小的参数变化可能导致设备不能满足其公布的规格 封装及订购信息 产品 封装 封装制图号 (1) 指定温度范围 封装标记 订购号 (2) 传输介质 单运放 OPA350EA MSOP-8SurfaceMount 337 –40°Cto+85°C C50 OPA350EA/250 TapeandReel " " " " " OPA350EA/2K5 TapeandReel OPA350UA SO-8Surface-Mount 182 –40°Cto+85°C OPA350UA OPA350UA Rails " " " " " OPA350UA/2K5 TapeandReel OPA350PA 8-PinDIP 6 –40°Cto+85°C OPA350PA OPA350PA Rails 双运放 OPA2350EA MSOP-8SurfaceMount 337 –40°Cto+85°C C50 OPA2350EA/250 TapeandReel " " " " " OPA2350EA/2K5 TapeandReel OPA2350UA SO-8Surface-Mount 182 –40°Cto+85°C OPA350UA OPA2350UA Rails " " " " " OPA2350UA/2K5 TapeandReel OPA2350PA 8-PinDIP 6 –40°Cto+85°C OPA350PA OPA2350PA Rails 四运放 OPA4350EA SSOP-16Surface-Mount 322 –40°Cto+85°C OPA4350EA OPA4350EA/250 TapeandReel " " " " " OPA4350EA/2K5 TapeandReel OPA4350UA SO-14SurfaceMount 235 –40°Cto+85°C OPA4350UA OPA4350UA Rails " " " " " OPA4350UA/2K5 TapeandReel 注: (1)详细的图纸和维度表,请参阅数据表,或结束的Burr-Brown IC数据手册的附录C。 (2)用斜线(/)的模型是只在磁带和卷轴的数量表示(例如,/2K5表示设备,每卷2500)。 “OPA2350EA/2K5”订购2500件,将得到一个2500件磁带和卷轴。 如需详细的磁带和卷轴机械信息,请参阅附录B的Burr-Brown IC数据手册。 典型性能曲线 AtTA=+25︒C,VS=+5V,andRL=1kΩconnectedtoVS/2,除非特殊说明 开环增益/相位随频率的变化电源供应器和共模抑制比随频率的变化 输入电压和电流噪声谱密度随频率的变化通道分离与频率的关系 总谐波失真+噪声随频率的变化谐波失真+噪声随频率的变化 差分增益/相位与电阻性负载开环增益与温度的关系 共模和电源抑制比与温度的关系压摆率与温度的关系 静态电流和短路电流与温度的关系静态电流与电源电压 输入偏置电流与温度的关系输入偏置电流与输入共模电压 闭环输出阻抗随频率的变化最大输出电压与频率 输出电压摆幅与输出电流开环增益与输出电压摆幅 失调电压的生产布局失调电压漂移生产布局 小信号的过冲与负载电容稳定时间与封闭的环路增益 小信号阶跃响应,CL=100pF大信号阶跃响应,CL=100pF 应用信息 OPA350系列运算放大器是一个国家的最先进的0.6微米CMOS工艺制造。 他们是单位增益稳定,适用于广泛的通用应用。 轨到轨输入/输出使驾驶采样A/ D转换器的理想选择。 他们也非常适合在手机的输出功率控制。 这些应用往往需要高速,低噪音。 此外,OPA350系列提供了一个低成本解决方案,用于一般用途和消费类视频应用(75Ω的驱动能力)。 出色的AC性能,使得OPA350系列非常适合音频应用。 它们的带宽,压摆率,低噪音(5nV/√Hz),低总谐波失真(0.0006%),和小封装选项是这些应用的理想选择。 AB类输出级能够驱动600Ω负载连接到V+和地面之间的任何一点。 轨到轨输入和输出摆幅,显著增加,尤其是在低电源电压应用的动态范围。 图1显示了在单位增益配置OPA350显著的输入和输出波形。 操作是从一个单一的+5V电源连接到VS/2一个1kΩ的负载。 输入是一个5Vp-P的正弦波。 输出电压摆幅约为4.95Vp-P。 电源引脚应与0.01mF陶瓷电容旁路。 工作电压 OPA350系列运算放大器是完全指定从+2.7V至+5.5 V。 然而,电源电压范围从+2.5V至+5.5 V。 参数都保证在指定的电源电压范围的OPA350系列的独特功能。 此外,很多规范适用于从-40°C至+85°C。 大多数的行为仍然是贯穿整个工作电压范围大致维持不变。 随工作电压或温度显著的参数显示在典型的性能曲线。 轨到轨输入 保证OPA350系列的共模输入电压范围扩展超出电源轨100mV的。 这是实现具有互补输入一个P沟道差分对(见图2)并行的阶段,一个N沟道差分输入对。 N沟道对输入电压接近的积极铁路处于活动状态,通常(V+) - 1.8V至高于正电源为100mV,而P-通道对是对的负面供应约以下从100mV提供(V+) - 1.8V。 有一个小的过渡区域,通常是(V+) -2V(V+) -1.6V,其中既有对上。 这400mV的过渡区域,可以随过程变化±400mV的。 因此,过渡区(包括输入级)的范围可以从(V+) - 2.4V(V+) -2.0V的低端,高达V+ - 1.6V至(V+) -1.2V高结束。 OPA350系列运算放大器的激光微调,以减少偏移的N沟道和P沟道输入级之间的电压差,导致提高共模抑制和平稳过渡之间的双N沟道和P沟道对。 然而,在400mV的过渡区域的PSRR,CMRR,失调电压,失调漂移,以及总谐波失真可能会降低。 一个双折叠级联增加了两个对输入信号,并提出了差分信号的AB类输出级。 通常情况下,输入偏置电流约为500fA。 然而,大投入(大于超越了300mV的供电轨),可以打开OPA350的输入保护二极管,造成过量的电流流过输入引脚。 如果输入引脚上的电流是有限的10mA的电流,瞬时电压大于300mV的电源供应超出可以容忍的。 这是很容易实现,如图3所示的输入电阻。 许多输入信号本质上是有限电流小于10mA,因此,限流电阻是不是必需的。 轨到轨输出 AB类输出级共源晶体管是用来实现轨至轨输出。 对于光线的阻性负载(>10kΩ的),输出电压摆幅通常是十毫伏的电源轨。 较重的阻性负载(600Ω至10kΩ的),输出摆幅可几十毫伏电源轨内,并保持较高的开环增益。 请参阅典型性能曲线“输出电压摆幅与输出电流”和“开环增益与输出电压。 容性负载和稳定 OPA350系列运算放大器可以广泛驱动容性负载。 然而,所有运算放大器在一定条件下可能变得不稳定。 放大器配置时,增益和负载值只是确定稳定时要考虑几个因素。 在单位增益配置的运算放大器是最容易受到容性负载的影响。 容性负载的反应与运算放大器的输出阻抗,以及任何额外的负载电阻,创建一个在小信号的反应,降低相位裕度的极点。 OPA350系列运算放大器在单位增益,可以驱动非常大的容性负载。 增加增益增强放大器的能力,带动更多的电容。 典型的性能曲线的“小信号过冲与容性负载”,表明一个1kW的电阻负载的性能。 增加负载电阻,提高了容性负载驱动能力。 反馈电容改善作用 为了达到最佳的稳定时间和高阻抗反馈网络的稳定性,它可能需要反馈电阻RF(如图4所示)添加一个反馈电容。 该电容补偿由反馈网络的阻抗和OPA350的输入电容(和任何寄生分布电容)组成。 效果更为显著,具有较高的阻抗网络。 这是一个可变电容,反馈电容之间可能会有所不同,因为输入电容运算放大器和寄生分布电容是难以确定。 在图4所示的电路,变量反馈电容值的选择应考虑输入电阻OPA350(通常9pF),再加上估计的寄生分布电容输入电容等于反馈电容倍反馈电阻: RIN•CIN=RF•CF CIN等于OPA350的输入电容(差分和共模的总和),再加上寄生分布电容。 电容可以是多种多样的,直到获得最佳的性能。 驱动模数转换器 OPA350系列运算放大器的优化,推动中等速度(高达500kHz)的采样A/D转换。 然而,他们也提供了优良的性能更高的速度转换器。 OPA350系列提供了缓冲的A/D的输入电容以及由此产生的电荷注入,同时提供信号增益的一种有效手段。 (图5)显示驱动ADS7861的OPA350。 ADS7861是一款双通道,500kHz的12位采样转换器,小型SSOP-24封装。 OPA350系列的微型封装一起使用时,这种组合是空间受限应用的理想选择。 如需进一步信息,咨询ADS7861的数据表。 输出阻抗 OPA350的共源输出级的低频开环输出阻抗约为1kΩ的。 当运算放大器的反馈连接,这个值是由运算放大器的闭环增益显著减少。 例如,开环增益122dB,输出阻抗为减少在单位增益小于0.001Ω。 对于每一个十倍频的闭环增益上升,环路增益是在有效输出阻抗增加十倍(见典型性能曲线“,输出阻抗与频率”)的同时数量减少。 在更高的频率,输出阻抗将上升为开环增益的运算放大器。 然而,在这些频率下的输出也成为电容由于寄生电容。 这可防止变得过高,这可能会导致稳定性问题的驱动容性负载时的输出阻抗。 如前所述,OPA350其带宽的运算放大器具有优异的容性负载驱动能力。 视频线路驱动器 图6显示了单电源供电,G=2复合视频线驱动器电路。 复合视频线驱动器的同步输出延伸至地面。 如图所示,运算放大器的输入应该是AC-耦合和转移,积极提供足够的信号摆幅占这些负极的信号在单电源配置时。 终止与一个75Ω的电阻和一个47mF电容分压器,提供直流偏置点输入,交流耦合输入。 在图6中,这一点大约是(V)+1.7V。 设置最佳偏置点,需要一定的复合视频信号的性质的理解。 为了获得最佳性能,要小心,以避免由OPA350显著的互补输入阶段过渡地区造成的失真。 轨到轨输入,请参阅讨论。
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