Texas Instruments OPAx310/OPAx310-Q1運(yùn)算放大器是單通道 (OPA310/OPA310-Q1)、雙通道 (OPA2310) 和四通道 (OPA4310) 放大器，低電壓范圍為1.5V至5.5V。高輸出電流運(yùn)算放大器具有軌到軌輸入和輸出擺幅能力。這些放大器具有強(qiáng)大的ESD性能，采用故障安全輸入ESD結(jié)構(gòu)，輸入端與正電源軌之間無(wú)二極管連接。OPAx310S提供非常快的關(guān)斷響應(yīng)，具有1μs的典型啟用、禁用時(shí)間，可在應(yīng)用涉及占空比放大器信號(hào)鏈時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。TI OPAx310/OPAx310-Q1運(yùn)算放大器具有內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷保護(hù)功能，采用小型標(biāo)準(zhǔn)電源焊盤(pán)封裝。 這樣，在高輸出電流條件下工作時(shí)就會(huì)更加穩(wěn)健。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments OPAx310，OPAx310-Q1 運(yùn)算放大器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

這些運(yùn)算放大器的擺幅非常接近電源軌，在5.5V電源電壓下，整個(gè)溫度范圍內(nèi)最小短路電流為75mA。通過(guò)仔細(xì)并聯(lián)多個(gè)運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了更高的輸出電流能力。OPAx310系列的穩(wěn)健設(shè)計(jì)有助于簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，集成了RFI和EMI抑制濾波器，在輸入過(guò)驅(qū)條件下不會(huì)出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)。該器件具有出色的AC性能，增益帶寬為3MHz，可驅(qū)動(dòng)高達(dá)250pF的電容負(fù)載，且無(wú)持續(xù)振蕩。

OPAx310/OPAx310-Q1運(yùn)算放大器非常適合用于LED驅(qū)動(dòng)器、LCD驅(qū)動(dòng)器、激光驅(qū)動(dòng)器和TEC驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用，也可用作基準(zhǔn)緩沖器、保護(hù)放大器或分立LDO。

特性

• 5.5V高輸出電流時(shí)±150mA典型ISC
• 從關(guān)斷到快速啟用的典型時(shí)間為1μs，OPAx310-Q1典型時(shí)間為0.9μs
• 寬工作電源電壓范圍：1.5V至5.5V
• 低輸入失調(diào)電壓：±250μV（典型值）
• 失效防護(hù)輸入：輸入端與V+之間沒(méi)有二極管
• 優(yōu)化的靜態(tài)電流：165μA/通道（典型值）
• 軌到軌輸入和輸出
• 增益帶寬：3MHz（5.5V時(shí)典型值）
• 熱噪聲本底：16nV/√Hz（典型值）
• 單位增益穩(wěn)定
• 驅(qū)動(dòng)高達(dá)250pF，且無(wú)持續(xù)振蕩
• 內(nèi)部RFI和EMI濾波輸入引腳
• 工作溫度范圍：-40°C至125 °C

APD/LED/EML偏置，具有電流檢測(cè)功能

框圖

OPAx310系列運(yùn)算放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與核心特性

Texas Instruments的OPAx310系列是包含單通道(OPA310)、雙通道(OPA2310)和四通道(OPA4310)的低電壓(1.5V至5.5V)、高輸出電流運(yùn)算放大器，具有軌到軌輸入輸出特性。該系列最新修訂版為SBOSAA1H（2022年4月發(fā)布，2024年11月修訂），主要特點(diǎn)包括：

? 關(guān)鍵參數(shù)規(guī)格： ?

• ?超高輸出電流?：±150mA典型短路電流(5.5V供電時(shí))
• ?快速使能時(shí)間?：從關(guān)斷狀態(tài)喚醒僅需0.9μs(典型值)
• ?寬工作電壓范圍?：1.5V至5.5V(±0.75V至±2.75V)
• ?低失調(diào)電壓?：±250μV典型值
• ?靜態(tài)電流優(yōu)化?：165μA/通道(典型值)
• ?增益帶寬積?：3MHz典型值(5.5V時(shí))
• ?熱噪聲基底?：16nV/√Hz典型值
• ?工作溫度范圍?：-40°C至125°C

? 創(chuàng)新設(shè)計(jì)亮點(diǎn)： ?

• 失效安全輸入結(jié)構(gòu)：輸入端與正電源間無(wú)二極管連接
• 集成RFI/EMI濾波輸入引腳
• 可驅(qū)動(dòng)250pF容性負(fù)載而不產(chǎn)生持續(xù)振蕩
• 提供帶關(guān)斷功能的S版本(OPA310S/OPA2310S/OPA4310S)

二、架構(gòu)設(shè)計(jì)與引腳配置

2.1 功能框圖分析

OPAx310采用互補(bǔ)輸入級(jí)架構(gòu)：

• N通道差分對(duì)與P通道差分對(duì)并聯(lián)工作
• P通道對(duì)覆蓋(V-)至(V+)-0.4V輸入范圍
• N通道對(duì)覆蓋(V+)-0.4V至(V+)輸入范圍
• 過(guò)渡區(qū)(V+)-0.5V至(V+)-0.3V內(nèi)兩對(duì)同時(shí)工作

2.2 封裝選項(xiàng)

? 單通道型號(hào)(OPA310/OPA310S)： ?

• 5引腳SOT-23(DBV)：2.9mm×2.8mm
• 5引腳SC70(DCK)：2.1mm×1.25mm
• 5引腳X2SON(DPW)：0.8mm×0.8mm

? 雙通道型號(hào)(OPA2310/OPA2310S)： ?

• 8引腳SOIC(D)：4.9mm×6mm
• 8引腳WSON(DSG)：2mm×2mm
• 10引腳X2QFN(RUG)：1.5mm×2mm

? 四通道型號(hào)(OPA4310/OPA4310S)： ?

• 14引腳SOIC(D)：8.65mm×6mm
• 16引腳WQFN(RTE)：3mm×3mm（帶散熱焊盤(pán)）

三、電氣特性深度解析

3.1 直流性能

• ?輸入失調(diào)電壓?：
  • 典型值±250μV，最大值±1.3mV(-40°C至125°C)
  • 溫漂±0.5μV/°C典型值
• ?輸入偏置電流?：
  • ±1pA典型值(5V供電時(shí))
  • 最大值±30pA
• ?開(kāi)環(huán)增益?：
  • 125dB典型值(5.5V供電，RL=10kΩ)
  • 保證100dB最小值

3.2 交流性能

• ?頻率響應(yīng)?：
  • 增益帶寬積：3MHz(5.5V供電)
  • 壓擺率：3V/μs(5.5V供電)
• ?噪聲特性?：
  • 0.1Hz-10Hz噪聲：4μVp-p
  • 電壓噪聲密度：16nV/√Hz@1kHz
• ?失真性能?：
  • THD+N：0.0005%(1kHz，5.5V供電，RL=10kΩ)

3.3 保護(hù)特性

• ?短路保護(hù)?：
  • 5.5V時(shí)最小±75mA輸出電流
  • 熱過(guò)載保護(hù)閾值168°C
• ?ESD保護(hù)?：
  • HBM模式±4000V(OPA2310)
  • CDM模式±1500V

四、典型應(yīng)用電路

4.1 低邊電流檢測(cè)電路

?設(shè)計(jì)實(shí)例參數(shù)?：

• 分流電阻：100mΩ
• 檢測(cè)范圍：0-1A
• 增益設(shè)置：RF=57.6kΩ，RG=1.2kΩ(G=49V/V)
• 輸出范圍：0-4.9V

?性能表現(xiàn)?：

• 線性誤差<0.1%
• 帶寬>100kHz
• 通過(guò)CISPR 32 Class B EMI測(cè)試

4.2 LED驅(qū)動(dòng)電路

?創(chuàng)新設(shè)計(jì)?：

• 利用高輸出電流直接驅(qū)動(dòng)LED
• 并聯(lián)多個(gè)放大器可提升驅(qū)動(dòng)能力
• 關(guān)斷功能實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光

?保護(hù)措施?：

• 串聯(lián)電阻限制峰值電流
• 添加TVS二極管防止感性反沖

五、PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. ?電源去耦?：
   • 每個(gè)電源引腳配置0.1μF陶瓷電容
   • 盡量靠近器件引腳放置
2. ?熱管理?：
   • 使用熱焊盤(pán)封裝時(shí)確保與負(fù)電源連接
   • WQFN封裝建議使用4層板設(shè)計(jì)
3. ?信號(hào)走線?：
   • 反饋電阻靠近放大器放置
   • 敏感走線遠(yuǎn)離高頻信號(hào)源
4. ?EMI優(yōu)化?：
   • 對(duì)稱布局輸入/輸出路徑
   • 對(duì)敏感節(jié)點(diǎn)使用屏蔽保護(hù)環(huán)

六、選型指南