Pin Functions
-IN:放大器的反相输入。
+ IN:放大器的同相输入。
OUT:放大器输出。 电压范围扩展到 每个电源轨的mV以内。
V +或+ Vs:正电源。 通常电压 从1.8V到5.5V 可能会分开供应 因为V +和V–之间的电压介于1.8V和 5.5V。
p电源引脚之间或电源引脚与地之间应使用尽可能靠近器件的0.1μF旁路电容
V-或-Vs:负电源。 它通常接地。 只要V +和V–之间的电压在1.8V至5.5V之间,它也可以连接到除地以外的其他电压。 如果未接地,请使用0.1μF的电容将其旁路,该电容应尽可能靠近该器件。
Operation
TP553x系列运算放大器是零漂移,轨到轨运算放大器,可通过单电源电压运行。
他们使用自动校准技术,在信号路径中使用时间连续350 kHz运算放大器,同时每个通道仅消耗42μA的电源电流。 该放大器使用120 kHz时钟进行零校正。 上电时,放大器需要大约100μs的时间才能达到规定的VOS精度。 这种设计没有混叠或闪烁噪声。
Applications Information
Rail-To-Rail Input And Output
TP553x系列运算放大器具有轨至轨输入和输出,电源电压范围为1.8V至5.5V。这使放大器输入具有宽共模范围(超出电源轨50mV),同时保持高CMRR(130dB) 并通过使VOH和VOL分别处于V +和V-轨来最大化放大器的信噪比。
Input Protection
TP553x系列运算放大器具有内部ESD保护二极管,这些二极管连接在输入和电源轨之间。 当任一输入超过一个供电轨的电压超过300mV时,ESD二极管将变为正向偏置,并且大量电流开始流过它们。 在没有电流限制的情况下,这种过大的故障电流会对设备造成永久性损坏。 因此,必须使用一个外部串联电阻来确保输入电流不会超过10mA.
Low Input Referred Noise
F闪变噪声(称为1 / f噪声)是半导体设备固有的特性,并且随着频率的降低而增加。 因此,在较低频率下, 闪烁噪声占主导地位,从而导致亚赫兹频率或直流精度应用中的误差较高。
TP553x系列放大器是斩波稳定放大器,由于此技术,闪烁噪声得以大大降低。 与标准低噪声放大器相比,1 / f 噪声的这种降低使TP553x在直流和低频时具有更低的噪声。.
Residual Voltage Ripple
由于内部陷波滤波器,斩波技术可用于放大器设计。 尽管斩波相关的电压纹波得到了抑制,但由于残留纹波, 在斩波频率及其谐波处仍存在较高的噪声谱。
因此,如果输入信号的频率接近斩波频率,则信号可能会受到残留纹波的干扰。为进一步抑制斩波频率的噪声, 建议在放大器的输出端放置一个后置滤波器。
Broad Band and External Resistor Noise Considerations
任何放大器输出的总宽带噪声主要是三种噪声的函数:放大器的输入电压噪声,放大器的输入电流噪声以及放大 器周围使用的外部电阻的热(约翰逊)噪声。 这些噪声源彼此不相关,可以将它们的组合噪声求和 以平方和的方式求和。 完整的方程式为:
Where:
en= the input voltage noise density of the amplifier. in= the input current noise of the amplifier.
RS= source resistance connected to the noninverting terminal.
k= Boltzmann’s constant (1.38x10-23J/K). T= ambient temperature in Kelvin (K). The total equivalent rms noise over a specific bandwidth is expressed as:
TP553x的输入电压噪声密度(en)为55 nV /√Hz,可以忽略输入电流噪声。 当源电阻为190kΩ时,源电阻和放大器的电压噪声贡献相等。 当源电阻大于190kΩ时,系统的整体噪声主要由电阻器本身的Johnson噪声决定。
High Source Impedance Application
TP553x系列运算放大器在斩波放大器输入端使用开关,输入信号以125 kHz斩波,以将输入失调电压降低至10μV。 这些开关的动态行为将电荷注入电流感应到放大器的输入端子。 电荷注入电流具有一条直流路径,该路径通过放 大器输入端子处的电阻接地。 较高的输入阻抗会导致放大器的输入偏置电流出现明显的偏移。
由于斩波放大器的每个端子都有电荷注入电流,因此输入失调电流将比标准放大器大。 TP553x的IOS在典型条件下为150pA。因此,应在每个输入之间平衡输入阻抗。 放大器的输入阻抗应在IN +和IN-端子之间匹配,以使总输入失调电流最小。 输入失调电流显示为附加的输出失调电压,如以下公式所示:
对于使用1MΩ反馈电阻配置的增益,总的150pA输入失调电流将具有0.15mV的额外输出失调电压。 通过保持放大器输入两端的输入阻抗低且平衡,输入 偏置电流效应将得到有效抑制。
Circuit Implication for reducing Input offset current effect
PCB Surface Leakage
在低输入偏置电流至关重要的应用中,需要考虑印刷电路板(PCB)表面泄漏的影响。 表面泄漏是由板上的湿气, 灰尘或其他污染引起的。 建议使用多层PCB布局,并在PCB表面下布线OPA的-IN和+ IN信号。
减少表面泄漏的有效方法是在敏感引脚(或走线)周围使用保护环。 保护环的偏置电压与敏感引脚的偏置电压相同。 这种类型的布局示例如图2所示,用于反向增益应用。 1 For Non-Inverting Gain and Unity-Gain Buffer:
a)用不接触PCB表面的电线将同相引脚(VIN +)连接到输入。
b)将保护环连接到反相输入引脚(VIN–)。 这会将保护环偏置到共模输入电压。
a)将保护环连接到同相输入引脚(VIN +)。 这会将保护环偏置到与保护环相同的参考电压。 运算放大器(例如VDD / 2或接地)。
b)用不接触PCB表面的电线将反相引脚(VIN–)连接至输入.
The Layout of Guard Ring
2.For Inverting Gain and Trans-impedance Gain Amplifiers (convert current to voltage, such as photo detectors):
Package Outline Dimensions
SOT23-5
Package Outline Dimensions
SC-70-5 (SOT353)