高速低功耗：MAX4223 - MAX4228電流反饋放大器深度解析

作為一名電子工程師，在電路設(shè)計(jì)中，高性能放大器的選擇至關(guān)重要。今天給大家詳細(xì)介紹MAXIM公司的1GHz低功耗、SOT23封裝且?guī)шP(guān)斷功能的電流反饋放大器系列——MAX4223 - MAX4228。

文件下載：MAX4227.pdf

產(chǎn)品概況

MAX4223 - MAX4228將超高速性能、低失真和出色的視頻規(guī)格與低功耗運(yùn)行相結(jié)合。該系列部分器件（MAX4223/MAX4224/MAX4226/MAX4228）具備關(guān)斷功能，可將電源電流降至350μA，并使輸出進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。它們采用±2.85V至±5.5V的雙電源供電，典型輸出驅(qū)動(dòng)電流為80mA。

帶寬與增益優(yōu)化

MAX4223/MAX4225/MAX4226針對(duì)閉環(huán)增益+1（0dB）或更高進(jìn)行了優(yōu)化，-3dB帶寬為1GHz；而MAX4224/MAX4227/MAX4228則針對(duì)閉環(huán)增益+2（6dB）或更高進(jìn)行了補(bǔ)償，-3dB帶寬為600MHz（增益帶寬積為1.2GHz）。這種不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓我們?cè)诓煌鲆嫘枨蟮碾娐分卸寄苷业胶线m的選擇，你在實(shí)際設(shè)計(jì)中會(huì)優(yōu)先考慮哪種增益的器件呢？

性能亮點(diǎn)

1. 超高速與快速建立時(shí)間

• MAX4223在增益為+1時(shí)，-3dB帶寬達(dá)1GHz；MAX4224在增益為+2時(shí)，-3dB帶寬為600MHz。
• MAX4224的壓擺率可達(dá)1700V/μs，建立時(shí)間至0.1%僅需5ns。如此高的速度，能滿(mǎn)足許多高速電路的需求，比如高頻信號(hào)處理電路。

  2. 出色的視頻規(guī)格（以MAX4223為例）

• 具有0.1dB的增益平坦度，直到300MHz。
• 差分增益和相位誤差分別低至0.01%和0.02°。這使得該系列放大器非常適合專(zhuān)業(yè)視頻應(yīng)用，像視頻攝像機(jī)、視頻切換器等設(shè)備。

  3. 低失真

• 在10MHz時(shí)，總諧波失真（THD）為 - 60dBc。
• 三階交調(diào)截點(diǎn)（IP3）在30MHz時(shí)為42dBm。低失真特性保證了信號(hào)的高質(zhì)量傳輸，在音頻放大、通信信號(hào)處理等方面表現(xiàn)出色。

  4. 低功耗與高輸出驅(qū)動(dòng)能力

• 正常工作時(shí)，每個(gè)放大器的靜態(tài)電源電流為6.0mA；關(guān)斷模式下，電源電流僅為350μA，輸出阻抗為100kΩ。
• 輸出電流可達(dá)80mA，能驅(qū)動(dòng)多達(dá)4個(gè)75Ω端接負(fù)載至±2.5V，同時(shí)保持出色的差分增益/相位特性。這對(duì)于電池供電的便攜式設(shè)備和需要高驅(qū)動(dòng)能力的電路來(lái)說(shuō)，是非常實(shí)用的特性。

應(yīng)用領(lǐng)域

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 布局和電源去耦

由于該系列放大器帶寬極高，因此電路板布局需格外謹(jǐn)慎。建議使用至少兩層的PCB板，一層作為信號(hào)和電源層，另一層作為大面積低阻抗接地層。同時(shí)，要避免在反相輸入引腳（IN -）下方和連接到它的元件（RF和RG）下方設(shè)置接地層，以降低與地的電容。 電源去耦方面，在每個(gè)電源引腳和接地層之間應(yīng)靠近封裝放置一個(gè)10nF的陶瓷貼片電容。還可在電源引腳進(jìn)入PCB板的位置放置一個(gè)10μF的鉭電容，以確保電源的穩(wěn)定性。

2. 反饋和增益電阻的選擇

頻率響應(yīng)與反饋電阻RF的值密切相關(guān)。減小RF的值會(huì)增加極點(diǎn)頻率和 - 3dB帶寬，但可能會(huì)導(dǎo)致峰值增加；增大RF的值則會(huì)降低峰值和帶寬。表1給出了不同增益下的最佳反饋電阻（RF）和增益設(shè)置電阻（RG）值，大家在設(shè)計(jì)時(shí)可以參考。

3. DC和噪聲誤差計(jì)算

輸出失調(diào)電壓和噪聲密度可通過(guò)相應(yīng)公式計(jì)算。該系列放大器具有極低的噪聲電壓（2nV/√Hz），非反相輸入端的電流噪聲為3pA/√Hz，反相輸入端的電流噪聲為20pA/√Hz。合理選擇電阻值可以有效降低電路中的誤差，大家在設(shè)計(jì)時(shí)有沒(méi)有遇到過(guò)因?yàn)樵肼晢?wèn)題導(dǎo)致電路性能不佳的情況呢？

總結(jié)

MAX4223 - MAX4228電流反饋放大器以其超高速、低功耗、低失真和出色的視頻規(guī)格，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。它不僅能滿(mǎn)足高速電路的性能要求，還能在低功耗和小封裝的情況下實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求，合理選擇器件和優(yōu)化電路參數(shù)，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。希望這篇文章能對(duì)大家在使用該系列放大器時(shí)有所幫助。