LTC6258：低功耗高性能運(yùn)放的卓越之選
LTC6258/LTC6259/LTC6260：低功耗高性能運(yùn)放的卓越之選
在電子工程師的日常設(shè)計(jì)中，運(yùn)算放大器是不可或缺的基礎(chǔ)元件。而今天要為大家詳細(xì)介紹的 LTC6258/LTC6259/LTC6260 系列運(yùn)放，憑借其出色的性能和豐富的特性，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。
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產(chǎn)品概述
LTC6258/LTC6259/LTC6260 分別為單通道、雙通道和四通道運(yùn)算放大器，具備低噪聲、低功耗、低電源電壓以及軌到軌輸入輸出等特性。它們?cè)谟袩o容性負(fù)載的情況下都能保持單位增益穩(wěn)定，增益帶寬積達(dá)到 1.3MHz，壓擺率為 0.24V/μs，每個(gè)放大器的電源電流僅 20μA，電源電壓范圍為 1.8V 至 5.25V。這種低電源電流、低電源電壓、高增益帶寬積和低噪聲的組合，使該系列在具有類似電源電流的軌到軌輸入/輸出運(yùn)放中獨(dú)樹一幟，非常適合對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用。
關(guān)鍵特性
電氣性能優(yōu)異
- 低輸入失調(diào)電壓：最大 400μV 的失調(diào)電壓，經(jīng)過專有微調(diào)算法調(diào)整，確保在整個(gè)共模電壓范圍內(nèi)保持低失調(diào)，滿足精密應(yīng)用需求。
- 低輸入偏置電流：采用偏置電流消除電路補(bǔ)償輸入晶體管基極電流，在特定共模電壓范圍內(nèi)，低輸入偏置電流使其適用于高電阻源應(yīng)用。
- 低輸入?yún)⒖荚肼?/strong>：在 1kHz 時(shí)輸入?yún)⒖荚肼暤椭?38nV/√Hz，100kHz 帶寬內(nèi)平均噪聲電壓密度小于 80nV/√Hz，為低噪聲和低功耗信號(hào)處理應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。
- 高增益帶寬積：1.3MHz 的增益帶寬積，能夠滿足許多對(duì)帶寬有要求的應(yīng)用場(chǎng)景。
- 軌到軌輸入輸出：輸入可超出電源軌 100mV，輸出能夠擺到離電源軌 300mV 以內(nèi)，輸出驅(qū)動(dòng)電流超過 4mA，實(shí)現(xiàn)了更寬的輸入輸出范圍。
其他特性突出
- 低靜態(tài)電流：每個(gè)放大器僅消耗 20μA 的電源電流，在關(guān)機(jī)模式下，LTC6258 和 LTC6259 特定封裝的最大電流可降至 7μA，有效降低功耗。
- 寬電源電壓范圍：1.8V 至 5.25V 的電源電壓范圍，適用于多種電源供電的系統(tǒng)。
- 高電磁干擾抑制比：在 1GHz 時(shí) EMI 抑制比達(dá)到 45dB，有效抵抗電磁干擾。
- 容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)：能夠直接驅(qū)動(dòng)高達(dá) 100nF 的容性負(fù)載，在單位增益配置下保持穩(wěn)定。
引腳功能與封裝
引腳功能
- –IN：放大器的反相輸入，電壓范圍為 (V^{-}-0.1 ~V) 至 (V^{+}+0.1 ~V)。
- +IN：放大器的同相輸入，電壓范圍與 –IN 相同。
- (V^{+})：正電源，電壓通常為 1.8V 至 5.25V，可采用分離電源，需在電源引腳或電源引腳與地之間靠近器件處使用 0.1μF 的旁路電容。
- V–：負(fù)電源，通常接地，也可連接其他電壓，只要 (V^{+}) 與 (V^{-}) 之間的電壓在 1.8V 至 5.25V 范圍內(nèi)，若不接地，需在靠近器件處使用 0.1μF 的旁路電容。
- SHDN：有源低電平關(guān)斷引腳，關(guān)斷閾值為負(fù)電源軌以上 0.6V，未連接時(shí)放大器正常工作。
- OUT：放大器輸出，軌到軌輸出，能夠提供 4mA 的驅(qū)動(dòng)電流。
封裝形式
該系列提供多種封裝選擇，包括 6 引腳 TSOT - 23、8 引腳 MS8、MS10、TSOT - 23、2mm × 2mm DFN 以及 16 引腳 MS16 等，方便不同應(yīng)用場(chǎng)景的布局需求。
工作原理
LTC6258 系列的輸入級(jí)由兩個(gè)差分放大器組成，即 PNP 級(jí) Q1/Q2 和 NPN 級(jí) Q3/Q4，它們?cè)诓煌墓材］斎腚妷悍秶鷥?nèi)工作。當(dāng)輸入電壓接近正電源時(shí)，晶體管 Q5 會(huì)將尾電流 (I_{1}) 引導(dǎo)至電流鏡 Q6/Q7，激活 NPN 差分對(duì)，PNP 對(duì)則在剩余的輸入共模范圍內(nèi)失效。同時(shí)，器件 Q17、Q18 和 Q19 用于消除 PNP 輸入對(duì)的偏置電流。緩沖和輸出偏置級(jí)采用特殊的補(bǔ)償技術(shù)，利用工藝技術(shù)驅(qū)動(dòng)高容性負(fù)載，Q14/Q15 的共發(fā)射極拓?fù)涫馆敵瞿軌驅(qū)崿F(xiàn)軌到軌擺動(dòng)。
應(yīng)用信息
低功耗與高性能的結(jié)合
- 低電源電壓和低功耗：適用于便攜式儀器、電池或太陽能供電系統(tǒng)等對(duì)功耗敏感的應(yīng)用。
- 高容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)和寬帶寬：在需要驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的應(yīng)用中表現(xiàn)出色，如濾波器等。
- 低輸入?yún)⒖荚肼?/strong>：可用于低噪聲和低功耗信號(hào)處理，如傳感器信號(hào)放大等。
- 低輸入失調(diào)電壓：滿足精密測(cè)量和控制應(yīng)用的需求。
- 低輸入偏置電流：適用于高電阻源的應(yīng)用場(chǎng)景。
- 接地感應(yīng)和軌到軌輸出：能夠輕松實(shí)現(xiàn)“真接地”感應(yīng)，輸出可擺動(dòng)到接近電源軌，滿足不同的輸出要求。
- EMI 抑制：內(nèi)置的 EMI 抑制功能，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
具體應(yīng)用電路
- 有源濾波器：如 10kHz 帶通濾波器，通過 AC 耦合輸入，減少對(duì)前級(jí)的負(fù)擔(dān)，采用簡(jiǎn)單的電阻分壓器為運(yùn)放輸入提供偏置，降低共模變化引起的失真。
- 低功耗正弦波發(fā)生器：將方波輸入帶通濾波器可得到正弦波輸出，THD 為 –30.5 dBc。
- 低噪聲參考：使用 LTC6259 作為緩沖器跟隨濾波器，增強(qiáng) LT6656 在低功耗應(yīng)用中的利用率，降低噪聲。
- 模擬 LED 控制：通過電壓控制 LED 驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 電流的精確控制，在輸入電壓接近 0 時(shí)，LED 電流為 0，總電源電流為 20μA。
- 自振蕩 LED 驅(qū)動(dòng)器：結(jié)合邊緣檢測(cè)和運(yùn)放的關(guān)機(jī)引腳，實(shí)現(xiàn) LED 的自振蕩驅(qū)動(dòng)，同時(shí)可根據(jù)電源變化預(yù)測(cè)電池壽命。
注意事項(xiàng)
絕對(duì)最大額定值
使用時(shí)需注意各項(xiàng)絕對(duì)最大額定值，如電源電壓、輸入電壓、輸入電流、輸出電流等，避免超出范圍導(dǎo)致器件損壞。
輸入保護(hù)和輸出過驅(qū)動(dòng)
輸入級(jí)通過背對(duì)背二極管保護(hù)，防止大差分輸入電壓損壞輸入晶體管，若差分輸入電壓超過 1.4V，需限制電流小于 10mA。輸出級(jí)過驅(qū)動(dòng)時(shí)，內(nèi)部限幅電路會(huì)激活，但在某些應(yīng)用中可能會(huì)消耗較多電源電流。
電源電壓斜坡
電源電壓快速斜坡可能導(dǎo)致內(nèi)部 ESD 保護(hù)電路出現(xiàn)電流毛刺，建議電源電壓斜坡時(shí)間大于 1ms。
反饋組件
設(shè)計(jì)時(shí)要注意反饋電阻和放大器反相輸入處寄生電容形成的極點(diǎn)，避免影響穩(wěn)定性，可通過添加額外電容消除振蕩。
關(guān)機(jī)模式
SHDN 引腳電壓需接近 (V^{-}) 0.6V 以內(nèi)才能使放大器關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)時(shí)輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，引腳浮空時(shí)放大器正常工作。
總結(jié)
LTC6258/LTC6259/LTC6260 系列運(yùn)算放大器以其卓越的電氣性能、豐富的特性和多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景，為電子工程師在設(shè)計(jì)低功耗、高性能電路時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體需求合理選擇封裝和配置參數(shù)，同時(shí)注意相關(guān)的注意事項(xiàng)，以充分發(fā)揮該系列運(yùn)放的優(yōu)勢(shì)。大家在使用過程中有沒有遇到過一些獨(dú)特的問題或者有更好的應(yīng)用案例呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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