深入解析 MAX9614/MAX9616 低功耗單/雙軌到軌運算放大器

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

文件下載：MAX9614.pdf

一、產(chǎn)品概述

MAX9614/MAX9616 是具有精密 MOS 輸入的低功耗精密運算放大器。其具備出色的性能，適用于大量信號處理應(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的濾波/放大。同時，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 還具備一個低電平有效的關(guān)斷引腳。

二、產(chǎn)品特性亮點

（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)定運行，具有很強的適應(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 時典型值為 17μV。經(jīng)過上電自動校準后，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)，有效提高了運算的精度。

（三）低功耗設(shè)計

關(guān)斷模式下的電源電流僅為 1μA，正常工作時為 175μA，這種低功耗特性對于便攜式設(shè)備和對功耗有嚴格要求的應(yīng)用來說非常關(guān)鍵，能夠有效延長設(shè)備的續(xù)航時間。

（四）小封裝形式

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

（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)的信號處理需求。同時，具備出色的射頻抗擾度，可有效抵抗來自無線和移動設(shè)備等的高頻射頻信號干擾，確保信號處理的穩(wěn)定性。

三、電氣特性詳解

（一）直流特性

• 輸入電壓范圍：通過共模抑制比（CMRR）測試保證，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，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)電壓漂移會有所變化，設(shè)計時需要根據(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)境下會顯著增大，這對于一些對輸入電流要求嚴格的應(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，共模抑制比典型值為 95dB，能有效抑制共模信號的干擾。

（二）交流特性

• 輸入電壓噪聲密度和總噪聲：在 f = 10kHz 時，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時的性能。
• 電容負載能力和總諧波失真：能夠驅(qū)動 200pF 的電容負載而不產(chǎn)生持續(xù)振蕩，在 f = 10kHz、VOUT = 2VP - P、AV = 1V/V 時，總諧波失真為 -85dB，保證了信號的質(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對輸出信號的影響。
• 靜態(tài)電流和關(guān)斷電流：每個放大器在 TA = +25°C 時的靜態(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

（一）典型應(yīng)用場景

• 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確處理傳感器輸出的微弱信號。
• 通用信號處理：可用于各種信號的濾波、放大等處理。

（二）應(yīng)用注意事項

1. 上電自動校準

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

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信號輸出復(fù)用在一條輸出線上，而無需額外的外部緩沖器。需要注意的是，設(shè)備在退出關(guān)斷模式時不會進行自校準，會保留上電時的校準設(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、負輸入、輸出、電源和地等基本引腳。MAX9614 還有一個關(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，對于最新的封裝外形信息和焊盤圖案，可以訪問 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關(guān)。

綜上所述，MAX9614/MAX9616 運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。電子工程師在設(shè)計相關(guān)電路時，可以根據(jù)具體的需求充分發(fā)揮其性能，同時注意應(yīng)用過程中的一些關(guān)鍵要點，以確保設(shè)計的穩(wěn)定性和可靠性。大家在實際應(yīng)用中是否遇到過類似運算放大器的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。