ZHCSF46D June 2016 – May 2017 TLV6001 , TLV6002 , TLV6004
PRODUCTION DATA.
TLV600x 系列運(yùn)算放大器是通用型低成本器件,適用于各種便攜式應(yīng)用。 它具有軌至軌輸入和輸出擺幅、低靜態(tài)電流和寬動(dòng)態(tài)范圍的特點(diǎn),非常適用于驅(qū)動(dòng)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和其他單通道電源應(yīng)用。
TLV600x 系列的額定工作電壓范圍為 1.8V 至 5.5V(±0.9V 至 ±2.75V),并在此范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)測(cè)試。典型特性 部分中顯示了隨電源電壓變化的參數(shù)。
TLV600x 系列的輸入共模電壓范圍在電源軌基礎(chǔ)上向外擴(kuò)展了 200mV。此性能由一個(gè)互補(bǔ)輸入級(jí)實(shí)現(xiàn):一個(gè) N 通道輸入差分對(duì)和一個(gè)與之并聯(lián)的 P 通道差分對(duì),如功能框圖所示。當(dāng)輸入電壓靠近正軌(通常為 (V+) – 1.3V 到高于正電源電壓 200mV)時(shí),N 通道對(duì)有效;而當(dāng)輸入為低于負(fù)電源電壓 200mV 到大約 (V+) – 1.3V 范圍時(shí),P 通道對(duì)打開(kāi)。在一個(gè)通常介于 (V+) – 1.4V 到 (V+) – 1.2V 的小轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi),兩個(gè)對(duì)都打開(kāi)。此 200mV 轉(zhuǎn)換區(qū)域可能會(huì)隨工藝不同而變化高達(dá) 300mV。因此,此轉(zhuǎn)換區(qū)域(兩個(gè)級(jí)都打開(kāi))在低端上的范圍介于 (V+) – 1.7V 至 (V+) – 1.5V 之間,在高端上的范圍高達(dá) (V+) – 1.1V 至 (V+) – 0.9V 之間。在此轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi),與器件在該區(qū)域外運(yùn)行相比,PSRR、CMRR、失調(diào)電壓和 THD 可能會(huì)減小。
TLV600x 器件設(shè)計(jì)為一種微功耗、低噪聲運(yùn)算放大器,可提供強(qiáng)大的輸出驅(qū)動(dòng)能力。它采用一個(gè)具有共源晶體管的 AB 類(lèi)輸出級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)完全的軌至軌輸出擺幅功能。對(duì)于高達(dá) 100kΩ 的電阻負(fù)載,無(wú)論施加的電源電壓是多少,輸出擺幅通常在兩個(gè)電源軌的 5mV 以?xún)?nèi)。不同的負(fù)載情況會(huì)改變放大器向靠近電源軌附近擺動(dòng)的能力,如Figure 11所示。
可通過(guò)幾種方式來(lái)指定 TLV600x 的 CMRR,以便為給定應(yīng)用提供最佳匹配;請(qǐng)參閱 電氣特性。首先,給出了低于轉(zhuǎn)換區(qū)域 [VCM<(V+)-1.3V] 的共模范圍內(nèi)器件的 CMRR。當(dāng)應(yīng)用需要使用其中一個(gè)差分輸入對(duì)時(shí),此規(guī)格最能說(shuō)明器件的能力。其次,指定了在(VCM = –0.2V 至 5.7V)時(shí)整個(gè)共模范圍內(nèi)的 CMRR。最后的這個(gè)值包含轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)的變化,如 Figure 4所示。
TLV600x 旨在用于 需要驅(qū)動(dòng) 容性負(fù)載的應(yīng)用。和所有其他運(yùn)算放大器一樣,在某些特定情況下,TLV600x 可能會(huì)變得不穩(wěn)定。當(dāng)確定放大器在運(yùn)行中能否保持穩(wěn)定時(shí),需要考慮特定運(yùn)算放大器電路配置、布局布線、增益和輸出負(fù)載等因素。在單位增益 (1V/V) 緩沖器配置下驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的運(yùn)算放大器比在更高噪聲增益下工作的放大器表現(xiàn)出更明顯的不穩(wěn)定傾向。與運(yùn)算放大器輸出電阻結(jié)合在一起的容性負(fù)載在反饋環(huán)路內(nèi)生成一個(gè)使相位裕量減小的極點(diǎn)。相位裕量的減小隨著負(fù)載電容的增加而增加。在單位增益配置下工作時(shí),TLV600x 在純?nèi)菪载?fù)載達(dá)到大約 1nF 時(shí)仍然保持穩(wěn)定。某些電容器(CL 大于 1μF)的等效串聯(lián)電阻 (ESR) 足以改變反饋環(huán)路內(nèi)的相位特性,從而使放大器保持穩(wěn)定。增加放大器閉環(huán)增益使得放大器能夠驅(qū)動(dòng)更大的電容。當(dāng)在更高電壓增益上觀察放大器的過(guò)沖響應(yīng)時(shí),這個(gè)增加的驅(qū)動(dòng)能力會(huì)十分明顯。
當(dāng)放大器在單位增益配置下工作時(shí),要增大其容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力,一種方法是插入一個(gè)與輸出串聯(lián)的小電阻器,通常為 10Ω 至 20Ω, 如Figure 19所示。這個(gè)電阻器將大大減少與大容性負(fù)載相關(guān)的過(guò)沖和振鈴。但這個(gè)方法可能會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題,即增加的串聯(lián)電阻和任一與容性負(fù)載并聯(lián)的電阻會(huì)生成一個(gè)分壓器。此分壓器在輸出上引入一個(gè)減少輸出擺幅的增益誤差。
Figure 19. 改進(jìn)容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)
各種運(yùn)算放大器對(duì)于電磁干擾 (EMI) 的敏感性會(huì)有所不同。如果傳導(dǎo) EMI 進(jìn)入運(yùn)算放大器,放大器輸出中觀察到的直流偏移值在有 EMI 時(shí)可能偏離標(biāo)稱(chēng)值。這個(gè)偏離是由于內(nèi)部半導(dǎo)體結(jié)相關(guān)的信號(hào)校正引起的。雖然所有的運(yùn)算放大器引腳功能都可能受到 EMI 的影響,但是信號(hào)輸入引腳可能是最易受影響的。TLV600x 系列內(nèi)部包含了輸入低通濾波器,可降低放大器對(duì) EMI 的影響。此濾波器提供共模和差模濾波。此濾波器設(shè)計(jì)用于約 35MHz (–3dB)、 滾降為20 dB 每 10 倍頻程的截止頻率。
德州儀器 (TI) 已經(jīng)開(kāi)發(fā)出在 10MHz 至 6GHz 寬頻譜范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量和量化運(yùn)算放大器抗擾度的功能。EMI 抑制比 (EMIRR) 度量可實(shí)現(xiàn)運(yùn)算放大器與 EMI 抗擾度的直接比較。Figure 18顯示了對(duì) TLV600x 系列執(zhí)行此測(cè)試的結(jié)果。詳細(xì)信息參見(jiàn)運(yùn)算放大器的 EMI 抑制比 (SBOA128),下載地址為 www.ti.com。
TLV600x 具有單功能模式。只要電源電壓在 1.8V (±0.9V) 與 5.5V (±2.75V) 之間,這些器件就會(huì)啟動(dòng)。
TLV600x 在所有引腳上均內(nèi)部包含了靜電放電 (ESD) 保護(hù)電路。就輸入和輸出引腳而言,這種保護(hù)主要包括輸入和電源引腳之間連接的導(dǎo)流二極管。只要電流如絕對(duì)最大額定值表中所述不超過(guò) 10mA,ESD 保護(hù)二極管還能提供電路內(nèi)輸入過(guò)驅(qū)保護(hù)。Figure 20顯示了如何通過(guò)將串聯(lián)輸入電阻器添加到被驅(qū)動(dòng)的輸入端來(lái)限制輸入電流。添加的電阻器會(huì)增加放大器輸入端的熱噪聲;在對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用中,該值必須保持在最低 值。
Figure 20. 輸入電流保護(hù)