深入解析 MAX9614/MAX9616 低功耗單/雙軌到軌運(yùn)算放大器

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的運(yùn)算放大器至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一下 MAXIM 公司的 MAX9614/MAX9616 低功耗單/雙軌到軌運(yùn)算放大器，看看它有哪些獨(dú)特的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、產(chǎn)品概述

MAX9614/MAX9616 是具有精密 MOS 輸入的低功耗精密運(yùn)算放大器。其具備出色的性能，適用于大量信號(hào)處理應(yīng)用，如工業(yè)設(shè)備中的光電二極管跨阻放大器以及各種信號(hào)的濾波/放大。同時(shí)，它還擁有優(yōu)秀的射頻抗擾度，非常適合便攜式應(yīng)用。該系列器件能在 2.5V 至 5.5V 的電源電壓下，于 -40°C 至 +125°C 的汽車溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。并且，單通道和雙通道版本均采用了微小的 SC70 封裝，其中 MAX9614 還具備一個(gè)低電平有效的關(guān)斷引腳。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

（一）寬電源電壓范圍

工作電源電壓范圍為 2.5V 至 5.5V，且能在 -40°C 至 +125°C 的溫度范圍內(nèi)正常工作，這使得它在不同的電源環(huán)境和溫度條件下都能穩(wěn)定運(yùn)行，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

（二）低輸入失調(diào)電壓

最大輸入失調(diào)電壓僅為 100μV，在 TA = +25°C 時(shí)典型值為 17μV。經(jīng)過(guò)上電自動(dòng)校準(zhǔn)后，在 -40°C 至 +125°C 的溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓可控制在一定范圍內(nèi)，有效提高了運(yùn)算的精度。

（三）低功耗設(shè)計(jì)

關(guān)斷模式下的電源電流僅為 1μA，正常工作時(shí)為 175μA，這種低功耗特性對(duì)于便攜式設(shè)備和對(duì)功耗有嚴(yán)格要求的應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵，能夠有效延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

（四）小封裝形式

采用微小的 SC70 封裝，節(jié)省了電路板空間，特別適合對(duì)空間要求較高的設(shè)計(jì)。

（五）良好的帶寬和抗干擾能力

擁有 2.8MHz 的帶寬，能滿足一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)處理需求。同時(shí)，具備出色的射頻抗擾度，可有效抵抗來(lái)自無(wú)線和移動(dòng)設(shè)備等的高頻射頻信號(hào)干擾，確保信號(hào)處理的穩(wěn)定性。

三、電氣特性詳解

（一）直流特性

• 輸入電壓范圍：通過(guò)共模抑制比（CMRR）測(cè)試保證，輸入電壓范圍為 -0.1V 至 VCC - 1.4V。
• 輸入失調(diào)電壓及漂移：不同溫度條件下，輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電壓漂移有不同的表現(xiàn)。例如，在 TA = +25°C 時(shí)，輸入失調(diào)電壓典型值為 17μV；而在 -40°C 至 +125°C 溫度范圍內(nèi)，失調(diào)電壓和失調(diào)電壓漂移會(huì)有所變化，設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)具體應(yīng)用考慮這些因素。
• 輸入偏置電流和失調(diào)電流：輸入偏置電流和失調(diào)電流在不同溫度下也有不同的值，在高溫環(huán)境下會(huì)顯著增大，這對(duì)于一些對(duì)輸入電流要求嚴(yán)格的應(yīng)用需要特別關(guān)注。
• 共模抑制比：在 VCM = -0.1V 至 VCC - 1.4V、TA = +25°C 時(shí)，共模抑制比典型值為 95dB，能有效抑制共模信號(hào)的干擾。

（二）交流特性

• 輸入電壓噪聲密度和總噪聲：在 f = 10kHz 時(shí)，輸入電壓噪聲密度為 28nV/√Hz；在 0.1Hz ≤ f ≤ 10Hz 范圍內(nèi)，總噪聲為 5μVP - P。
• 增益帶寬積和壓擺率：增益帶寬積為 2.8MHz，壓擺率為 1.3V/μs，決定了放大器在處理高頻信號(hào)時(shí)的性能。
• 電容負(fù)載能力和總諧波失真：能夠驅(qū)動(dòng) 200pF 的電容負(fù)載而不產(chǎn)生持續(xù)振蕩，在 f = 10kHz、VOUT = 2VP - P、AV = 1V/V 時(shí)，總諧波失真為 -85dB，保證了信號(hào)的質(zhì)量。

（三）電源特性

• 電源電壓范圍和電源抑制比：電源電壓范圍為 2.5V 至 5.5V，電源抑制比在 TA = +25°C 時(shí)為 106dB，在 -40°C 至 +125°C 溫度范圍內(nèi)為 83dB，能有效抑制電源波動(dòng)對(duì)輸出信號(hào)的影響。
• 靜態(tài)電流和關(guān)斷電流：每個(gè)放大器在 TA = +25°C 時(shí)的靜態(tài)電流典型值為 170μA，在 -40°C 至 +125°C 溫度范圍內(nèi)為 255μA 至 350μA；MAX9614 的關(guān)斷電源電流為 1μA。

四、典型應(yīng)用及注意事項(xiàng)

（一）典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 便攜式設(shè)備：如筆記本電腦、便攜式媒體播放器等，其低功耗和小封裝特性非常適合這些設(shè)備的需求。
• 工業(yè)和醫(yī)療傳感器：高精度和良好的抗干擾能力使其能夠準(zhǔn)確處理傳感器輸出的微弱信號(hào)。
• 通用信號(hào)處理：可用于各種信號(hào)的濾波、放大等處理。

（二）應(yīng)用注意事項(xiàng)

1. 上電自動(dòng)校準(zhǔn)

MAX9614/MAX9616 具有上電自動(dòng)校準(zhǔn)功能，可將輸入失調(diào)電壓校準(zhǔn)到小于 100μV。校準(zhǔn)過(guò)程約需 10ms，在此期間輸入和輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。為確保校準(zhǔn)正常進(jìn)行，電源在超過(guò) 0.5V 的上電復(fù)位（POR）閾值后，需在 0.4ms 內(nèi)穩(wěn)定下來(lái)。如果電源電壓低于 0.5V 閾值出現(xiàn)波動(dòng)，下次上電時(shí) POR 電路會(huì)重新激活。

2. 關(guān)斷操作

MAX9614 具有低電平有效的關(guān)斷模式，關(guān)斷時(shí)輸入和輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，靜態(tài)電流小于 1μA。這種模式允許將多個(gè)信號(hào)輸出復(fù)用在一條輸出線上，而無(wú)需額外的外部緩沖器。需要注意的是，設(shè)備在退出關(guān)斷模式時(shí)不會(huì)進(jìn)行自校準(zhǔn)，會(huì)保留上電時(shí)的校準(zhǔn)設(shè)置，并且能立即從關(guān)斷狀態(tài)恢復(fù)。

五、引腳配置與封裝信息

（一）引腳配置

MAX9614 和 MAX9616 的引腳配置有所不同，但都包含正輸入、負(fù)輸入、輸出、電源和地等基本引腳。MAX9614 還有一個(gè)關(guān)斷引腳（SHDN），用于控制關(guān)斷模式。

（二）封裝信息

提供 6 引腳和 8 引腳的 SC70 封裝，對(duì)于最新的封裝外形信息和焊盤圖案，可以訪問(wèn) www.maxim - ic.com/packages 查詢。需要注意的是，封裝代碼中的 “+”、“#” 或 “-” 僅表示 RoHS 狀態(tài)，與封裝本身的物理特性無(wú)關(guān)。

綜上所述，MAX9614/MAX9616 運(yùn)算放大器以其低功耗、高精度、小封裝和良好的抗干擾能力等特性，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢(shì)。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)具體的需求充分發(fā)揮其性能，同時(shí)注意應(yīng)用過(guò)程中的一些關(guān)鍵要點(diǎn)，以確保設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似運(yùn)算放大器的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。