SGM8957-1/SGM8957-2：高精度、低功耗CMOS運(yùn)算放大器的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，運(yùn)算放大器是一種至關(guān)重要的基礎(chǔ)元件，其性能的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)電路的表現(xiàn)。今天，我們就來深入了解一下SGMICRO推出的SGM8957-1和SGM8957-2這兩款高精度、低功耗的CMOS運(yùn)算放大器。

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1. 產(chǎn)品概述

SGM8957-1為單通道運(yùn)算放大器，SGM8957-2為雙通道運(yùn)算放大器。它們具有低功耗、高精度的特點(diǎn)，能夠在1.8V至5.5V的單電源或±0.9V至±2.75V的雙電源下穩(wěn)定工作，每個(gè)放大器的靜態(tài)電流僅為20μA。同時(shí)，這兩款放大器支持軌到軌輸入和輸出操作，輸入共模電壓范圍為(-VS) - 0.1V至(+VS) + 0.1V，輸出范圍為(-VS)+0.014V至(+VS) - 0.014V。

2. 產(chǎn)品特性

2.1 低輸入失調(diào)電壓和低噪聲

輸入失調(diào)電壓最大為25μV，在0.1Hz至10Hz的頻率范圍內(nèi)，噪聲僅為2μVP-P，這使得它們?cè)趯?duì)精度要求較高的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

2.2 集成RFI濾波器

能夠有效抑制射頻干擾，提高電路的抗干擾能力。

2.3 軌到軌輸入和輸出

支持單電源或雙電源供電，適應(yīng)不同的電源配置，為設(shè)計(jì)帶來了更大的靈活性。

2.4 低靜態(tài)電流

每個(gè)放大器的靜態(tài)電流典型值為20μA，有助于降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

2.5 寬工作溫度范圍

可在-40℃至+125℃的溫度范圍內(nèi)正常工作，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

2.6 小封裝形式

SGM8957-1提供Green SOT-23-5、SC70-5和SOIC-8封裝；SGM8957-2提供Green SOIC-8、MSOP-8和TDFN-3×3-8L封裝，方便不同應(yīng)用場(chǎng)景的布局。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 工業(yè)設(shè)備

在工業(yè)自動(dòng)化、過程控制等領(lǐng)域，對(duì)信號(hào)的精度和穩(wěn)定性要求較高，SGM8957-1/2的高精度和低功耗特性能夠滿足這些需求。

3.2 電池供電設(shè)備

如便攜式儀器、傳感器節(jié)點(diǎn)等，低功耗的特點(diǎn)可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。

3.3 傳感器信號(hào)調(diào)理

能夠?qū)鞲衅鬏敵龅奈⑷跣盘?hào)進(jìn)行放大和處理，提高信號(hào)的質(zhì)量和精度。

4. 電氣特性

4.1 輸入特性

輸入失調(diào)電壓在25℃時(shí)典型值為14μV，最大值為25μV；輸入失調(diào)電壓漂移為0.08μV/℃；輸入偏置電流在25℃時(shí)為130pA；輸入共模電壓范圍為(-VS) - 0.1V至(+VS) + 0.1V；共模抑制比在25℃時(shí)為100dB。

4.2 輸出特性

輸出電壓擺幅從軌到軌的典型值為14mV，最大值為25mV；輸出短路電流在VS = 1.8V時(shí)為6mA，VS = 5V時(shí)為60mA；開環(huán)輸出阻抗在f = 350kHz、IOUT = 0時(shí)為1Ω。

4.3 電源特性

指定電壓范圍為1.8V至5.5V；電源抑制比在25℃時(shí)為20μV/V；每個(gè)放大器的靜態(tài)電流在25℃時(shí)典型值為20μA，最大值為37μA；開啟時(shí)間在VS = 5V時(shí)為220μs。

4.4 動(dòng)態(tài)性能

增益帶寬積在CL = 100pF時(shí)為350kHz；壓擺率在G = +1時(shí)為0.18V/μs；輸入電壓噪聲在f = 0.1Hz至10Hz時(shí)為2μVP-P。

5. 典型性能特性

5.1 共模抑制比和電源抑制比與頻率的關(guān)系

從典型性能曲線可以看出，共模抑制比和電源抑制比隨著頻率的增加而下降，在低頻段表現(xiàn)較好。

5.2 輸出電壓擺幅與輸出電流的關(guān)系

輸出電壓擺幅隨著輸出電流的增加而減小，在不同的電源電壓和溫度條件下表現(xiàn)有所不同。

5.3 靜態(tài)電流與溫度的關(guān)系

靜態(tài)電流隨著溫度的升高而增加，在不同的電源電壓下也有一定的變化。

5.4 建立時(shí)間與閉環(huán)增益的關(guān)系

建立時(shí)間隨著閉環(huán)增益的增加而增加，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行合理選擇。

6. 應(yīng)用信息

6.1 軌到軌輸入

當(dāng)SGM8957-1/2在1.8V至5.5V的電源下工作時(shí)，輸入共模電壓范圍為(-VS) - 0.1V至(+VS) + 0.1V。輸入等效電路中的ESD二極管會(huì)鉗位輸入電壓，防止其超過電源軌。

6.2 輸入電流限制保護(hù)

為了防止ESD二極管和放大器因電流過大而損壞，在一些應(yīng)用中需要添加電流限制保護(hù)。可以選擇一個(gè)電阻來限制輸入電流不超過最大額定值，但需要注意的是，這個(gè)電阻會(huì)在放大器輸入處引入熱噪聲，因此其值應(yīng)盡可能小。

6.3 軌到軌輸出

SGM8957-1/2支持軌到軌輸出操作，在單電源應(yīng)用中，當(dāng)+VS = 5.5V、-VS = GND時(shí)，10kΩ負(fù)載電阻從OUT引腳連接到VS / 2，典型輸出擺幅范圍為0.014V至5.486V。

6.4 驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載

SGM8957-1/2設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，具有單位增益穩(wěn)定性。如果在應(yīng)用中需要驅(qū)動(dòng)更大的容性負(fù)載，可以使用特定的電路，通過反饋回路補(bǔ)償Riso產(chǎn)生的IR壓降。

6.5 電源去耦和布局

在放大器電路設(shè)計(jì)中，干凈、低噪聲的電源非常重要。電源旁路是清除電源噪聲的有效方法，可以使用10μF陶瓷電容與0.1μF或0.01μF陶瓷電容并聯(lián)，并將它們盡可能靠近+VS和-VS電源引腳放置。

6.6 接地

在低速應(yīng)用中，單點(diǎn)接地技術(shù)是消除接地噪聲的最簡(jiǎn)單、最有效的方法；在高速應(yīng)用中，使用完整的接地平面技術(shù)可以幫助散熱和減少EMI噪聲拾取。

6.7 減少輸入到輸出的耦合

為了減少輸入到輸出的耦合，輸入走線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離電源或輸出走線，敏感走線不應(yīng)與噪聲走線在同一層平行放置，而應(yīng)在不同層垂直放置，以減少串?dāng)_。

7. 典型應(yīng)用電路

7.1 差分放大器

經(jīng)典差分放大器的設(shè)計(jì)示例，當(dāng)R4 / R3 = R2 / R1時(shí)，VOUT = (VP - VN) × R2 / R1 + VREF。

7.2 高輸入阻抗差分放大器

通過在輸入處添加放大器來增加輸入阻抗，消除了經(jīng)典差分放大器輸入阻抗低的缺點(diǎn)。

7.3 有源低通濾波器

直流增益等于-R2 / R1，-3dB截止頻率等于1 / (2πR2C)。在設(shè)計(jì)中，濾波器帶寬必須小于放大器的帶寬，電阻值應(yīng)盡可能低，以減少PCB布局中寄生參數(shù)產(chǎn)生的振鈴或振蕩。

8. 封裝信息

SGM8957-1和SGM8957-2提供多種封裝形式，每種封裝都有詳細(xì)的尺寸和推薦焊盤尺寸信息。同時(shí)，還提供了卷帶和卷軸信息以及紙箱尺寸信息，方便工程師進(jìn)行物料管理和生產(chǎn)。

綜上所述，SGM8957-1和SGM8957-2以其高精度、低功耗、軌到軌輸入輸出等特點(diǎn)，在工業(yè)設(shè)備、電池供電設(shè)備、傳感器信號(hào)調(diào)理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)電路時(shí)可以根據(jù)具體需求合理選擇這兩款運(yùn)算放大器，以實(shí)現(xiàn)更好的性能和更低的功耗。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過類似的運(yùn)算放大器呢？遇到過哪些問題？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。