中文数据手册

高压精密运算放大器
ADA4700-1
产品特性
NC
1
宽工作电压范围：±5 V至±50 V
–IN
2
高压摆率：20 V/μs(典型值)
+IN
3
高输出驱动电流：30 mA
高增益带宽积：3.5 MHz(典型值)：
V–
结温高于145°C时可进行热调节
4
ADA4700-1
TOP VIEW
(Not to Scale)
8
NC
7
V+
6
OUT
5
NC
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT
CONNECT TO THIS PIN.
2. CONNECT EXPOSED PAD TO V–
OR LEAVE FLOATING.
环境温度范围：−40℃至+85℃
低输入偏置电流：≤ 15 nA(典型值)
11551-001
引脚配置
低输入失调电压：0.2 mV(典型值)：
图1.
应用
自动和台式测试设备
高压调节器和功率放大器
数据采集和信号调理
压电驱动器和前置驱动器
通用电流检测
50
概述
40
ADA4700-1是一款高压、精密、单通道运算放大器，具有
可实现最大的信噪比(SNR)。
2
10
1
0
0
–10
–1
–20
–2
ADA4700-1针对同时需要交流和直流精密性能的应用而设
–30
计，适合各类应用，包括高压测试设备和仪器、高压调节
–40
器和功率放大器、电源控制和保护，同时可用作具有宽输
–50
出范围传感器的放大器或缓冲器。它极为适合高强度LED
测试应用，具有高度精确的电压和电流反馈以及前置驱动
–3
ADA4700-1
VSY = ±50V
AV = 20V/V
RL = 2kΩ
0
5
10
15
20
INPUT (V)
20
–4
25
TIME (µs)
30
35
–5
40
11551-200
能。此外还具有接近轨到轨的输出摆幅能力，使设计人员
3
INPUT
OUTPUT (V)
(3.5 MHz)、单位增益稳定的高压摆率以及无相位反转等性
4
30
宽工作电压范围(±5 V至±50 V)和相对较高的输出驱动电流。
其先进的设计结合低功耗(±50 V电源时为170 mW)、高带宽
5
OUTPUT
图2. 压摆率
器，针对待测LED串可提供精确的电压和/或电流源激励。
ADA4700-1的额定温度范围为−40°C至+85°C工业温度范
围 ， 具 有 超 过 145°C结 温 下 热 调 节 和 集 成 限 流 功 能 。
ADA4700-1提供散热增强型8引脚SOIC封装，带裸露焊盘。
Rev. 0
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的最新英文版数据手册。
ADA4700-1
目录
产品特性 ............................................................................................ 1
典型性能参数 ................................................................................. 10
应用..................................................................................................... 1
测试电路 .......................................................................................... 20
引脚配置 ............................................................................................ 1
工作原理 .......................................................................................... 21
概述..................................................................................................... 1
热调节 ......................................................................................... 21
修订历史 ............................................................................................ 2
应用信息 .......................................................................................... 22
技术规格 ............................................................................................ 3
热管理 ......................................................................................... 22
VSY = ±50 V电气特性 ................................................................. 3
安全工作区 ................................................................................ 22
VSY = ±24 V电气特性 ................................................................. 5
驱动容性负载 ............................................................................ 23
VSY = ±5 V电气特性.................................................................... 7
提高驱动电流 ............................................................................ 24
绝对最大额定值............................................................................... 8
恒定电流应用 ............................................................................ 24
热阻 ............................................................................................... 8
外形尺寸 .......................................................................................... 25
ESD警告........................................................................................ 8
订购指南..................................................................................... 25
引脚配置和功能描述 ...................................................................... 9
修订历史
2013年8月—修订版0：初始版
Rev. 0 | Page 2 of 28
ADA4700-1
技术规格
VSY = ±50 V电气特性
除非另有说明，VSY = ±50 V, VCM = 0 V, TA = 25°C。
表1.
参数
输入特性
失调电压
符号
测试条件/注释
最小值
VOS
失调电压漂移1
输入偏置电流
∆VOS/∆T
IB
输入失调电流
IOS
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
典型值
最大值
单位
0.2
2
2.5
13
30
50
25
30
(V+) − 3
mV
mV
µV/°C
nA
nA
nA
nA
V
dB
2
15
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
输入电压范围
共模抑制比
大信号电压增益
输入阻抗
共模
差分
输出特性
高输出电压
低输出电压
容性负载驱动2
输出电流驱动3
短路电流限值
闭环阻抗
电源
电源抑制比
电源电流(每个放大器)
动态性能
压摆率
增益带宽积
单位增益交越带宽
−3 dB带宽
相位裕量
0.1%建立时间
0.01%建立时间
2
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
IVR
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
共模抑制 (V−) + 3 V ≤ VCM ≤ (V+) – 3 V
比(CMRR)
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
AVO
−47 V ≤ VOUT ≤ +47 V, RL = 2 kΩ
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
(V−) + 3
103
103
103
100
RIN||CINCM
RIN||CINDM
VOH
VOL
CL
IOUT
ISC
ZOUT
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 2 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 2 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
AV = +1
VIN = ±45 V p-p, AV = +1, RL = 2 kΩ, CL = 300 pF
VIN = 5 mV p-p, AV = +100
VIN = 5 mV p-p, AV = +1
VIN = 5 mV p-p, AV = −1
VIN = 5 mV p-p, RL = 1 MΩ, CL = 35 pF, AV = −1
VIN = 30 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 5 pF, AV = −1
VIN = 30 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 5 pF, AV = −1
Rev. 0 | Page 3 of 28
106
dB
dB
dB
2.3||5.3
2.3||0.5
MΩ||pF
MΩ||pF
48.5
1
30
+72/−65
0.001
V
V
V
V
V
V
V
V
nF
mA
mA
Ω
130
dB
48.0
−48.5
−48.0
Sourcing/Sinking
f = 100 Hz, AV = +1
电源抑制 VSY = ±4.5 V to ±55 V
比(PSRR)
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
ISY
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
SR
GBP
UGC
−3 dB
ΦM
tS
tS
48.0
47.8
47.5
47.3
108
110
−48.0
−47.8
−47.5
−47.3
110
1.7
20
3.5
2.6
4.8
70
4
8
2.2
2.4
dB
mA
mA
V/µs
MHz
MHz
MHz
度
µs
µs
ADA4700-1
参数
噪声性能
总谐波失真加噪声
符号
测试条件/注释
THD + N
峰峰值噪声
电压噪声密度
en p-p
en
电流噪声密度
in
AV = +1，VIN = 10 V p-p(1 kHz时)，
RL = 10 kΩ，带宽 = 80 kHz
f = 0.1 Hz to 10 Hz
f = 1 kHz
f = 10 Hz
f = 1 kHz
1
最小值
参见图7至图9。
过冲与温度和容性负载性能的关系如图27至图30所示。有关驱动大于1 nF容性负载的建议，请参考“驱动容性负载”部分。
3
参考“安全工作区”部分。
2
Rev. 0 | Page 4 of 28
典型值
最大值
单位
0.0002
%
800
14.7
27
400
nV p-p
nV/√Hz
nV/√Hz
fA/√Hz
ADA4700-1
VSY = ±24 V电气特性
除非另有说明，VSY = ±24 V, VCM = 0 V, TA = 25°C。
表2.
参数
输入特性
失调电压
符号
测试条件/注释
最小值
VOS
失调电压漂移1
输入偏置电流
∆VOS/∆T
IB
输入失调电流
IOS
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
典型值
最大值
单位
0.2
2
2.5
15
30
50
25
30
(V+) − 3
mV
mV
µV/°C
nA
nA
nA
nA
V
dB
2.5
5
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
输入电压范围
共模抑制比
IVR
共模抑制
比(CMRR)
大信号电压增益
AVO
输入阻抗
共模
差分
输出特性
高输出电压
低输出电压
容性负载驱动2
输出电流驱动
短路电流限制3
闭环阻抗
电源
电源抑制比
电源电流(每个放大器)
2
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
(V−) + 3 V ≤ VCM ≤ (V+) – 3 V
(V−) + 3
100
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−21 V ≤ VOUT ≤ +21 V, RL = 2 kΩ
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
100
103
100
RIN||CINCM
RIN||CINDM
VOH
VOL
CL
IOUT
ISC
ZOUT
电源抑制
比(PSRR)
RL = 10 kΩ到地
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 2 kΩ到地
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 10 kΩ到地
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 2 kΩ到地
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
AV = +1
22.2
22.0
22.0
21.8
105
dB
dB
dB
2.3||5.3
2.3||0.5
MΩ||pF
MΩ||pF
22.5
1
30
+72/−65
0.001
V
V
V
V
V
V
V
V
nF
mA
mA
Ω
130
dB
22.4
−22.5
−22.4
源电流/吸电流
f = 100 Hz, AV = +1
VSY = ±4.5 V至±55 V
110
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
110
ISY
103
1.65
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
动态性能
压摆率
增益带宽积
单位增益交越带宽
−3 dB带宽
相位裕量
0.1%建立时间
0.01%建立时间
SR
GBP
UGC
−3 dB
ΦM
tS
tS
VIN = ±20 V p-p, AV = +1, RL = 2 kΩ, CL = 300 pF
VIN = 5 mV p-p, AV = +100
VIN = 5 mV p-p, AV = +1
VIN = 5 mV p-p, AV = −1
VIN = 5 mV p-p, RL = 1 MΩ, CL = 35 pF, AV = −1
VIN = 20 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 5 pF, AV = −1
VIN = 20 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 5 pF, AV = −1
Rev. 0 | Page 5 of 28
20
3.5
2.6
4.8
70
4
9
−22.2
−22.0
−22.0
−21.8
2.1
2.3
dB
mA
mA
V/µs
MHz
MHz
MHz
度
µs
µs
ADA4700-1
参数
噪声性能
总谐波失真加噪声
符号
测试条件/注释
THD + N
AV = +1，VIN = 10 V p-p(1 kHz时)，
RL = 10 kΩ，带宽 = 80 kHz
f = 0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
f = 10 Hz
f = 1 kHz
峰峰值噪声
电压噪声密度
en p-p
en
电流噪声密度
in
1
最小值
参见图7至图9。
过冲与温度和容性负载性能的关系如图27至图30所示。有关驱动大于1 nF容性负载的建议，请参考“驱动容性负载”部分。
3
参考“安全工作区”部分。
2
Rev. 0 | Page 6 of 28
典型值
最大值
单位
0.0002
%
800
14.7
27
400
nV p-p
nV/√Hz
nV/√Hz
fA/√Hz
ADA4700-1
VSY = ±5 V电气特性
除非另有说明，VSY = ±5 V，VCM = 0 V，TA = 25°C。
表3.
参数
输入特性
失调电压
失调电压漂移1
输入偏置电流
符号
测试条件/注释
最小值 典型值
VOS
∆V OS/∆T
IB
0.2
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ T A ≤ +85°C
3
5
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
输入失调电流
输入电压范围
共模抑制比
大信号电压增益
IOS
2
IVR
共模抑制
比(CMRR)
VO
输入阻抗
共模
差分
输出特性
高输出电压
VOH
低输出电压
VOL
容性负载驱动2
输出电流驱动
短路电流限值3
闭环阻抗
电源
电源抑制比
CL
IOUT
ISC
ZOUT
电源电流(每个放大器)
IN
IN
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
CM ≤ +2 V
−2
86
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
−2 V ≤ VOUT ≤ +2 V, RL = 2 kΩ
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
86
97
95
||CINCM
||CINDM
电源抑制
比(PSRR)
RL = 2 kΩ到地
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
RL = 2 kΩ到地
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
AV = +1
3.4
3.2
= ±4.5 V至±55 V
110
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
110
SY
SY
峰峰值噪声
电压噪声密度
电流噪声密度
30
50
25
30
+2
mV
mV
µV/°C
nA
nA
nA
nA
V
dB
99
dB
dB
dB
2.3||5.3
2.3||0.5
MΩ||pF
MΩ||pF
3.6
1
30
+72/−65
0.003
V
V
V
V
nF
mA
mA
Ω
130
dB
1.5
dB
mA
mA
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
动态性能
压摆率
增益带宽积
单位增益交越带宽
−3 dB带宽
相位裕量
0.1%建立时间
噪声性能
总谐波失真加噪声
2
2.5
89
−3.6
源电流/吸电流
f = 100 Hz, AV = +1
最大值 单位
−3.4
−3.2
2
2.2
SR
GBP
UGC
−3 dB
ΦM
tS
VIN = ±2 V p-p, AV = +1, RL = 2 kΩ, CL = 300 pF
VIN = 5 mV p-p, AV = +100
VIN = 5 mV p-p, AV = +1
VIN = 5 mV p-p, AV = −1
VIN = 5 mV p-p, RL = 1 MΩ, CL = 35 pF, AV = −1
VIN = 6 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 5 pF, AV = −1
18
3.5
2.6
4.8
70
1.5
V/µs
MHz
MHz
MHz
度
µs
0.0005
%
en p-p
en
in
AV = +1，VIN = 2 V p-p(1 kHz时)，
RL = 10 kΩ，带宽 = 80 kHz
f = 0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
f = 1 kHz
800
14.7
400
nV p-p
nV/√Hz
fA/√Hz
1
参见图7至图9。
过冲与温度和容性负载性能的关系如图27至图30所示。有关驱动大于1 nF容性负载的建议，请参考“驱动容性负载”部分。
3
参考“安全工作区”部分。
2
Rev. 0 | Page 7 of 28
ADA4700-1
绝对最大额定值
热阻
表4.
参数
电源电压
输入电压
输入电流
差分输入电压
存储温度范围
工作温度范围1
结温范围
引脚温度(焊接，60秒)
ESD
充电器件模型(CDM)
人体模型(HBM)
机器模型(MM)
1
θJA针对最差条件，即焊接在电路板上的器件为表贴封装。
额定值
110 V
V− ≤ VIN ≤ V+
±10 mA
V− ≤ VIN ≤ V+
−65°C至+150°C
−40°C至+85°C
−65°C至+150°C
300°C
表5中的值根据JEDEC标准JESD51得出。
表5. 热阻
封装类型
8引脚 SOIC_N_EP
θJA
45
θJC
30
单位
°C/W
电路板布局会影响热特性，比如θ JA。若使用正确的热管
理技巧，则可获得更佳的θ JA 。更多信息请参考“热管理”
部分。
1250 V
4500 V
200 V
虽然裸露焊盘可以悬空，但它必须连接外部V−层，以获得
合适的热管理性能。
ESD警告
参考“热管理”部分。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
ESD(静电放电)敏感器件。
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放
电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇
到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采
取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功
能丧失。
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。
Rev. 0 | Page 8 of 28
ADA4700-1
NC
1
–IN
2
+IN
3
V–
4
ADA4700-1
TOP VIEW
(Not to Scale)
8
NC
7
V+
6
OUT
5
NC
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT
CONNECT TO THIS PIN.
2. CONNECT EXPOSED PAD TO V–
OR LEAVE FLOATING.
11551-003
引脚配置和功能描述
图3. 引脚配置
表6. 引脚功能描述
引脚编号
1, 5, 8
2
3
4
6
7
9
引脚名称
NC
−IN
+IN
V−
OUT
V+
EPAD
说明
不连接。请勿连接到这些引脚。
反相输入。
同相输入。
负电源电压。
输出。
正电源电压。
裸露焊盘。裸露焊盘应连接V−或悬空。裸露焊盘与器件之间存在电气连接。
Rev. 0 | Page 9 of 28
ADA4700-1
典型性能参数
除非另有说明，TA = 25℃。
90
ADA4700-1
VSY = ±5V
VCM = 0V
MEAN: 2.7µV/°C
25
70
NUMBER OF AMPLIFIERS
NUMBER OF AMPLIFIERS
80
30
ADA4700-1
VSY = ±5V
VCM = 0V
MEAN = 115µV
60
50
40
30
20
20
15
10
5
–1000
–500
0
500
1000
1500
VOS (µV)
0
11551-004
0
–1500
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
TCVOS (µV/°C)
图4. 输入失调电压分布图(VSY = ±5 V)
图7. 输入失调电压漂移分布图(VSY = ±5 V)
100
35
ADA4700-1
V = ±24V
90 VSY = 0V
CM
MEAN = 150µV
80
ADA4700-1
VSY = ±24V
VCM = 0V
MEAN: 2.4µV/°C
30
NUMBER OF AMPLIFIERS
NUMBER OF AMPLIFIERS
1
11551-008
10
70
60
50
40
30
25
20
15
10
20
–1000
–500
0
500
1000
1500
VOS (µV)
0
11551-097
0
–1500
0
4
5
6
7
8
40
ADA4700-1
VSY = ±50V
VCM = 0V
MEAN = 80µV
9
10
11
12
ADA4700-1
VSY = ±50V
VCM = 0V
MEAN: 2.0µV/°C
35
70
60
50
40
30
30
25
20
15
10
20
0
–1500
–1000
–500
0
500
1000
VOS (µV)
1500
图6. 输入失调电压分布图(VSY = ±50 V)
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
TCVOS (µV/°C)
图9. 输入失调电压漂移分布图(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 10 of 28
11
12
11551-009
5
10
11551-005
NUMBER OF AMPLIFIERS
80
3
图8. 输入失调电压漂移分布图(VSY = ±24 V)
NUMBER OF AMPLIFIERS
90
2
TCVOS (µV/°C)
图5. 输入失调电压分布图(VSY = ±24 V)
100
1
11551-006
5
10
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
500
30
ADA4700-1
VSY = ±5V
20
400
–40°C
+25°C
300
+25°C
10
+85°C
IB (nA)
VOS (µV)
ADA4700-1
VSY = ±5V
+125°C
0
+85°C
200
+125°C
–10
–40°C
100
1
2
VCM (V)
–30
–2
30
20
–40°C
300
IB (nA)
VOS (µV)
10
–40°C
200
+125°C
+25°C
0
+85°C
–10
100
+125°C
–20
–9
–6
–3
0
3
6
9
12
VCM (V)
–30
–12
11551-013
0
–12
–9
–6
–3
0
3
6
9
VCM (V)
图14. 输入偏置电流(IB )与共模电压(VCM )和温度的
关系(VSY = ±15 V)
图11. 输入失调电压(VOS )与共模电压(VCM )的关系(VSY = ±15 V)
40
ADA4700-1
VSY = ±50V
20
400
ADA4700-1
VSY = ±50V
0
+85°C
300
+85°C
–20
+125°C
–40
–40°C
IB (nA)
VOS (µV)
12
ADA4700-1
VSY = ±15V
+25°C
+85°C
200
2
图13. 输入偏置电流(IB )与共模电压(VCM )和温度的
关系(VSY = ±5 V)
ADA4700-1
VSY = ±15V
400
500
1
VCM (V)
图10. 输入失调电压(VOS )与共模电压(VCM )的关系(VSY = ±5 V)
500
0
–1
11551-014
0
–1
11551-010
0
–2
11551-012
–20
+125°C
+25°C
100
–60
+25°C
–40°C
–80
–100
0
–120
–100
–30
–20
–10
0
10
20
30
40
47
VCM (V)
图12. 输入失调电压(VOS )与共模电压(VCM )的关系(VSY = ±50 V)
–160
–47 –40
–30
–20
–10
0
10
20
30
40
VCM (V)
图15. 输入偏置电流(IB )与共模电压(VCM )和温度的
关系(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 11 of 28
47
11551-015
–140
11551-011
–200
–47 –40
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
10
+25°C
+85°C
+125°C
0.1
0.001
0.01
0.1
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
1
+85°C
+125°C
0.1
0.001
0.01
0.1
1
0
OUTPUT
–1
–2
ADA4700-1
VSY = ±50V
AV = +1
LOAD = 20mA
SOURCING
–3
OUTPUT
–5
ADA4700-1
+85°C
+25°C
–40°C
1.0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
SUPPLY VOLTAGE (±V)
45
50
11551-022
0.5
0
1
ON
–3
–4
OFF
–5
TIME (1µs/DIV)
图20. 输出电流瞬态建立时间(吸电流，VSY = ±50 V，
测试电路参考图57)
+125°C
1.5
2
–2
图17. 输出电流瞬态建立时间(源电流，VSY = ±50 V，
测试电路参考图56)
2.0
3
–1
–4
TIME (1µs/DIV)
4
0
VCONTROL
1
OUTPUT AMPLITUDE (mV)
2
11551-079
VCONTROL
ADA4700-1
VSY = ±50V
AV = +1
LOAD = 20mA
SINKING
3
OFF
100
图19. 输出电压(VOL )至供电轨与负载电流的关系
(VSY = ±5 V至±50 V)
4
ON
10
LOAD CURRENT (mA)
图16. 输出电压(VOH )至供电轨与负载电流的关系
(VSY = ±5 V至±50 V)
SUPPLY CURRENT (mA)
+25°C
图18. 电源电流与电源电压的关系
Rev. 0 | Page 12 of 28
OUTPUT AMPLITUDE (mV)
1
–40°C
11551-087
–40°C
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
SINKING CURRENT
11551-020
OUTPUT (VOL) TO SUPPLY RAIL (V)
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
SOURCING CURRENT
11551-016
OUTPUT (VOH) TO SUPPLY RAIL (V)
10
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
3.3
VCM = 0V
VCM = –47V
2.5
VCM = +47V
2.3
2.1
–40
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
3.1
–40°C
2.9
+25°C
2.7
+85°C
2.5
+125°C
2.3
2.1
0
20
180
150
135
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
VCM = 0V
RL = 1MΩ
CL = 35pF
25
GAIN (dB)
100
95
1M
–135
10M
90
11551-030
100k
FREQUENCY (Hz)
50
5
10
15
20
图25. 不同电源电压下开环增益与负载电流的关系
115
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
AV = +100
ADA4700-1
0
LOAD CURRENT (mA)
图22. 开环增益和相位与频率的关系
（VSY = ±5 V至±50 V）
ADA4700-1
VSY = ±50V
30
RL = 10kΩ
110
AV = +10
GAIN (dB)
10
AV = +1
RL = 2kΩ
105
–10
–20
–30
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
100
–40
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
TEMPERATURE (°C)
图23. 闭环增益与频率的关系（VSY = ±5 V至±50 V）
图26. 不同负载电阻下开环增益与温度的
关系(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 13 of 28
110
125
11551-031
GAIN (dB)
200
–90
10k
0
180
VSY = ±5V
–45
20
160
VSY = ±15V
PHASE (Degrees)
0
–50
40
140
105
11551-023
GAIN (dB)
GAIN
1k
120
VSY = ±50V
45
–150
100
100
110
90
PHASE
50
–100
80
图24. 单位增益带宽与负载电容和温度的
关系(VSY = ±50 V)
200
0
60
LOAD CAPACITIVE (pF)
图21. 单位增益带宽与温度的关系(VSY = ±50 V)
100
40
11551-096
2.7
ADA4700-1
VSY = ±50V
RL = 2kΩ
11551-029
2.9
UNITY-GAIN BANDWIDTH (MHz)
ADA4700-1
VSY = ±50V
RL = 1MΩ
CL = 200pF
11551-025
UNITY-GAIN BANDWIDTH (MHz)
3.1
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
40
40
ADA4700-1
VSY = ±15V
VIN = ±50mV
AV = +1
30 RL = 10kΩ
CL = 1000pF
OVERSHOOT (%)
CL = 500pF
20
CL = 300pF
10
CL = 1000pF
20
CL = 500pF
CL = 300pF
10
CL = 100pF
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
0
–40
60
20
35
50
65
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
VIN = ±50mV
AV = +1
RL = 10kΩ
50
OVERSHOOT (%)
CL = 1000pF
CL = 500pF
CL = 300pF
80
95
110
125
100000
–OS
+OS
40
30
20
10
CL = 100pF
0
–40
–25
–10
5
20
35
10
50
65
80
95
TEMPERATURE (°C)
110
125
11551-047
OVERSHOOT (%)
5
图29. 不同电容负载下小信号过冲与温度的
关系(VSY = ±15 V)
40
20
–10
TEMPERATURE (°C)
图27. 不同电容负载下小信号过冲与温度的
关系(VSY = ±5 V)
ADA4700-1
VSY = ±50V
VIN = ±50mV
AV = +1
30 RL = 10kΩ
–25
11551-044
–25
11551-046
0
–40
CL = 100pF
11551-045
OVERSHOOT (%)
ADA4700-1
VSY = ±5V
VIN = ±50mV
AV = +1
30 RL = 10kΩ
0
1
10
100
1000
10000
LOAD CAPACITANCE (pF)
图30. 小信号过冲与负载电容的关系(VSY =±5 V至±50 V)
图28. 不同电容负载下小信号过冲与温度的
关系(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 14 of 28
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
0.1
10
ADA4700-1
VSY = ±5V
VCM = 0V
80kHz LOW-PASS FILTER
THD + NOISE (%)
0.1
0.01
RL = 2kΩ
VIN = 2V p-p
RL = 2kΩ
0.001
VIN = 3V p-p
RL = 10kΩ
ADA4700-1
VSY = ±5V
VCM = 0V
fIN = 1kHz
0.01
0.1
1
10
AMPLITUDE (V p-p)
0.0001
10
0.1
THD + NOISE (%)
THD + NOISE (%)
0.1
0.01
10
100
AMPLITUDE (V p-p)
11551-072
1
0.0001
10
0.1
THD + NOISE (%)
THD + NOISE (%)
1
0.1
0.01
0.1
1
ADA4700-1
VSY = ±50V
VCM = 0V
80kHz LOW-PASS FILTER
0.001
VIN = 2V p-p
RL = 2kΩ
VIN = 10V p-p
RL = 10kΩ
RL = 10kΩ
10
AMPLITUDE (V p-p)
100
11551-073
0.01
10k
0.01
RL = 2kΩ
0.0001
0.001
1k
图35. 总谐波失真加噪声(THD + N)与频率的关系
(VSY = ±15 V)
10
ADA4700-1
VSY = ±50V
VCM = 0V
fIN = 1kHz
100
FREQUENCY (Hz)
图32. 总谐波失真加噪声(THD + N)与幅度的关系
(VSY = ±15 V)
0.001
100k
VIN = 2V p-p
RL = 2kΩ
0.001
VIN = 10V p-p
RL = 10kΩ
RL = 10kΩ
0.1
100k
0.01
RL = 2kΩ
0.01
100k
ADA4700-1
VSY = ±15V
VCM = 0V
80kHz LOW-PASS FILTER
1
0.0001
0.001
10k
图34. 总谐波失真加噪声(THD + N)与频率的关系
(VSY = ±5 V)
10
ADA4700-1
VSY = ±15V
VCM = 0V
fIN = 1kHz
1k
FREQUENCY (Hz)
图31. 总谐波失真加噪声(THD + N)与幅度的关系
(VSY = ±5 V)
0.001
100
11551-074
RL = 10kΩ
11551-075
0.0001
0.001
0.01
11551-076
0.001
11551-071
THD + NOISE (%)
1
0.0001
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
图36. 总谐波失真加噪声(THD + N)与频率的关系
(VSY = ±50 V)
图33. 总谐波失真加噪声(THD + N)与幅度的关系
(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 15 of 28
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
120
140
120
VCM = (V+) – 3V
CMRR (dB)
CMRR (dB)
100
80
ADA4700-1
VCM = 0V
VCM = (V–) + 3V
60
110
VSY = ±50V
100
VSY = ±15V
40
VSY = ±5V
90
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
80
–40
11551-038
0
10
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
TEMPERATURE (°C)
图37. 共模抑制比(CMRR)与频率的关系
(VSY = ±5 V至±50 V)
图39. 不同电源电压下共模抑制比(CMRR)与温度的关系
140
140
120
ADA4700-1
VSY = ±4.5V TO ±55V
135
100
60
PSRR (dB)
80
+PSRR
40
–PSRR
20
130
125
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
–20
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
图38. 电源抑制比(PSRR)与频率的关系
(VSY = ±5 V至±50 V)
120
–40
–25
–10
5
20
35
50
65
80
95
TEMPERATURE (°C)
图40. 电源抑制比(PSRR)与温度的关系
Rev. 0 | Page 16 of 28
110
125
11551-037
0
11551-033
PSRR (dB)
–25
11551-041
20
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
1000
1000
ADA4700-1
VSY = ±5V
100
AV = +100
100
AV = +100
10
ZOUT (Ω)
10
1
ZOUT (Ω)
ADA4700-1
VSY = ±50V
AV = +10
0.1
AV = +10
1
AV = +1
AV = +1
0.1
0.01
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
0.001
10
11551-032
0.0001
10
10k
100k
1M
10M
图44. 闭环输出阻抗(ZOUT )与频率的关系(VSY = ±50 V)
10
INPUT VOLTAGE (V)
5
40
20
OUTPUT
ADA4700-1
VSY = ±50V
VIN = 7.5V p-p
AV = –10
0
2
4
6
8
10
0
12
14
16
OUTPUT VOLTAGE (V)
60
–10
–20
TIME (µs)
–5
20
0
–20
OUTPUT
–40
INPUT
0
20
40
60
80
100
120
140
TIME (µs)
160
180
200
11551-069
–60
OUTPUT
0
–20
0
2
4
6
8
10
ADA4700-1
–40
VSY = ±50V
VIN = 7.5V p-p
AV = –10
–60
12
14
16
TIME (µs)
图45. 负输出过载恢复(VSY = ±50 V)
ADA4700-1
VSY = ±50V
AV = +1
40
20
–10
图42. 正输出过载恢复(VSY = ±50 V)
60
INPUT
0
图43. 无相位反转(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 17 of 28
OUTPUT VOLTAGE (V)
–5
5
11551-064
INPUT
0
11551-061
INPUT VOLTAGE (V)
1k
FREQUENCY (Hz)
图41. 闭环输出阻抗(ZOUT )与频率的关系(VSY = ±5 V)
OUTPUT (V)
100
11551-035
0.01
0.001
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
10
CURRENT NOISE DENSITY (pA/√Hz)
1
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1
0.1
10
100
1k
FREQUENCY (Hz)
图46. 输入电压噪声密度与频率的关系
10k
图48. 输入电流噪声密度与频率的关系
11551-056
INPUT REFERRED VOLTAGE (200nV/DIV)
ADA4700-1
VSY = ±5V
VCM = 0V
TIME (1s/DIV)
1
ADA4700-1
VSY = ±50V
VCM = 0V
TIME (1s/DIV)
图49. 0.1 Hz至10 Hz噪声(VSY = 50 V)
图47. 0.1 Hz至10 Hz噪声(VSY = 5 V)
Rev. 0 | Page 18 of 28
11551-059
1
11551-057
10
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
VCM = 0V
11551-058
ADA4700-1
VSY = ±5V TO ±50V
VCM = 0V
100
INPUT REFERRED VOLTAGE (200nV/DIV)
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
1k
ADA4700-1
除非另有说明，TA = 25℃。
图50. 小信号瞬态响应(VSY = ±50 V)
图53. 大信号瞬态响应(VSY = ±50 V)
图51. 压摆率(SR)与温度的关系(VSY = ±50 V)
图54. 0.01%和0.1%建立时间与阶跃大小的
关系(VSY = ±5 V)
图52. 0.01%和0.1%建立时间与阶跃大小的
关系(VSY = ±15 V)
图55. 0.01%和0.1%建立时间与阶跃大小的
关系(VSY = ±50 V)
Rev. 0 | Page 19 of 28
ADA4700-1
测试电路
+50V
VOUT
750Ω
–50V
11551-082
VCONTROL
–15V
图56. 图17中输出电流瞬态建立时间(源电流)的测试电路
+15V
VCONTROL
+50V
750Ω
11551-098
VOUT
–50V
图57. 图20中输出电流瞬态建立时间(吸电流)的测试电路
Rev. 0 | Page 20 of 28
ADA4700-1
工作原理
V+
Q9
I1
Q10
I2
I3
Q11
Q15
C3
Q17
D5
R1
Q19
D6
I4
Q7
D1
Q8
D3
OUT
–IN
Q2
D7
D2
D4
C1
R4
10Ω
D10
C2
D5
Q3
Q5
D6
C4
Q6
Q20
D8
Q4
Q18
R2
Q16
Q14
I6
I5
Q12
Q13
V–
11551-088
Q1
+IN
R3
10Ω
D9
图58. ADA4700-1原理示意图
ADA4700-1是一款高压运算放大器，具有一个压摆增强型
双极性输入级，提供所有电压增益。单级放大器具有出色
Q19和Q20晶体管与R3和R4电阻搭配，提供输出短路保
护。此外，热调节电路(图58中未显示)将芯片温度限制在
的稳定性，但开环增益较差；然而，ADA4700-1采用先进
145°C或更高，以免器件功耗过大。
的设计，提供可比拟多级放大器的增益，因此同时具备这
该器件的电源电压高达±50 V左右，其输出可无条件短路至
两种优势。
地；然而，不建议器件在这种情况下工作。
参考图58，该器件输入级由Q5至Q8组成，并由电流镜Q9
若输出与任意电源之间的电压超过60 V，请避免输出对电源
至Q14加载。输出级采用互补达林顿型，由Q15至Q18组
短路。输出晶体管的瞬态功耗可能会超过其安全工作区，
成。与其他双极性放大器相同，其输入级在内部箝位，防
从而导致器件损坏。
止大差分输入的衰减；然而，Q1和Q2的加入，配合高压
二极管D1和D2，使得器件哪怕在输入间的电压等于电源
电压时，都能保持高差分输入阻抗。该配置使ADA4700-1
适用于无论如何都会存在较大差分电压的应用，如整流
器、峰值检波器和比较器。
ADA4700-1使用单极点补偿，由C3和C4设置。内部缓冲器
网络R1/C1和R2/C2进一步增强稳定性。该设计可在不产生
振荡的情况下驱动大容性负载。
热调节
ADA4700-1的热调节电路取决于环境温度和驱动电流的持
续时间。激活ADA4700-1的热调节后，电源电流ISY从1.7 mA
下降至300 µA。由于输出器件存在寄生效应，并且芯片温度
上升，输出级在热调节期间保持偏置状态。例如，假设驱
动电流IOUT为30 mA并持续180秒，且环境温度为85°C，则热
调节将在145°C结温时触发，输出电流水平为22 mA。更多
信息，请参见“热管理”部分和“安全工作区”部分。
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ADA4700-1
应用信息
热管理
安全工作区
在进行系统设计时，诸如ADA4700-1等高功率放大器的热
图59所示安全工作区(SOA)表示放大器可无故障安全工作
管理是极为重要的考虑因素。结温TJ受两个条件的影响：
的电压、电流和温度范围。它直接与环境温度和热阻有
器件的功耗PD，以及封装周围的环境温度TA。它们之间的
关。图59显示ADA4700-1采用如图60中所示的PCB，达到
关系如等式1所示。
稳态时的SOA。30 mA负载驱动时间为180秒。不同的时间
TJ = PD × θJA + TA
(1)
间隔产生不同的曲线群。ADA4700-1额定环境温度范围为
−40°C至+85°C。图59中的125°C仅供参考。为了保证正常
其中，θJA是芯片和环境之间的热阻。功耗等于器件静态功
工作，ADA4700-1必须保持在SOA(每条曲线下方的面积)
耗加上驱动负载所需的功耗。源电流功耗计算式如等式2
至最高85°C环境温度的范围内。
所示。
PD = ((V+) − (V−)) × ISY + ((V+) − VOUT) × IOUT
35
(2)
θJA = 26°C/W
–40°C
+25°C
30
计算吸电流时，可在等式2中以((V−) − VOUT)代替((V+) −
+85°C
VOUT)。
25
IOUT (mA)
ADA4700-1的 额 定 热 阻 为 45°C/W。 良 好 的 印 刷 电 路 板
(PCB)布局和外部散热片设计可降低θJA，改善热性能。
+125°C
20
15
若要降低结点与环境之间的热阻，则可将ADA4700-1的裸
V+ = +6V TO +100V
–
10
VOUT
露焊盘焊接至PCB的V−层，该起散热片的作用。使用图60
中所示的PCB布局，则θJA可降低至26°C/W。
5 +3V
ADA4700-1为芯片提供保护，使其温度不超过绝对最大温
0
+
101Ω
V– = –3V
10
100
11551-102
1
VCC – VOUT (V)
度。当芯片达到结温且超过145°C时，便会触发热调节，
图59. 安全工作区(θJA = 26°C/W)
降低电源电流，限制输出负载电流。
12.7mm
(500mil)
a
LANDING VIAS:
COPPER
TOP/BOTTOM: 1.5oz
INTERNAL LAYERS: 1oz
b
9.65mm
(380mil)
8
1
6.1mm
(240mil)
2
3
EPOXY FILLED
ARRAY: 3 × 4
DIAMETER: a = 0.3048mm (12mil)
PITCH: b = 0.762mm (30mil)
PAD
4
7
6
25.4mm
(1000mil)
5
9.65mm
(380mil)
图60. 保持θJA 为26°C/W所需的热布局以及PCB材料
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PADDLE VIAS:
c
EPOXY FILLED
ARRAY: 10 × 8
DIAMETER: a = 0.3048mm (12mil)
PITCH: c = 1.27mm (50mil)
11551-103
4-LAYER FR4 PCB
WITH INTERNAL
GROUND AND
POWER PLANE.
ADA4700-1
10
驱动容性负载
6
图30所示。额外的补偿可改善需要大电容时的响应性能。
VIN
VOUT
CL
2
0
–2
–4
–6
INPUT
–8
对于容性负载为1 nF的单位增益应用而言，采用RSNUB = 150 Ω
–10
和CSNUB = 10 nF也是可行的。该电路输出结果如图64所示。
0
15
10
由于阻尼网络在放大器端放置了一个交流负载，因此使用
较大的容性负载或存在较大瞬态时，阻尼能力无法完全发
CL
0
–10
11551-089
3.3kΩ
–15
图62. 带旁路网络的单位增益配置
图62中的旁路网络在负载高达100 nF时具有良好的表现。
0
必须提高容性反馈CFB。可修改图62中的配置，用于增益大
8
于1的情况。图63显示系统增益为10时的旁路网络，图67显
6
示其不同输出幅度下的结果。
4
VOUT
CL
CFB
5.1kΩ
0.4
0.6
0.8
TIME (ms)
1.0
1.2
1.4
VSY = ±50V
AV = +1
CL = 100nF
2
0
–2
–4
3.3kΩ
–6
11551-090
43kΩ
OUTPUT (V)
10
22Ω
0.2
图65. 较高增益情况下的缓冲器网络输出结果(CL = 10 nF)
各种输出幅度下的输出波形如图66所示。若负载更大，则
VIN
14
–5
VOUT
10nF
12
11551-099
CFB
10
5
OUTPUT (V)
22Ω
8
VSY = ±50V
AV = +10
CL = 10nF
= 100 nF以及CL = 10 nF的结果，ADA4700-1的增益为10。
VIN
6
图64. AV = +1且CL = 10 pF至1 nF的缓冲器网络输出结果
性负载，阻尼必须较大。图65显示使用RSNUB = 22 Ω、CSNUB
62所示。
4
TIME (µs)
更高的闭环增益可使用更低的阻尼值。对于最高10 nF的容
挥。一种更好的方法是在反馈路径上使用旁路网络，如图
2
VSY = ±50V
AV = +1
CL = 10pF TO 1nF
11551-093
图61.阻尼网络
–8
图63. 系统增益为10时的旁路网络
–10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
TIME (ms)
1.0
图66. 不同输出幅度下的旁路网络输出结果
(单位增益，CL = 100 nF)
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1.2
11551-100
CSNUB
11551-084
RSNUB
4
VOLTAGE (V)
实现该性能最简单的方法是采用阻尼网络，如图61所示。
OUTPUT
8
ADA4700-1驱动容性负载CL时具有良好的性能，如图27至
ADA4700-1
50
恒定电流应用
VSY = ±50V
AV = +10
CL = 100nF
40
需在高顺从电压下提供恒定电流时，可将ADA4700-1用作
30
改进后的Howland电流泵。图70中所示的数值可产生1 mA/V
的传递函数。将该分析应用到图71中改进后的Howland电
10
流泵，便可产生1 A/V的输出能力。
0
R2
50kΩ
–10
–20
+VIN
–30
IOUT =
–VIN
RSET
R2
R1
RSET
500Ω
0
0.5
1.0
1.5
TIME (ms)
2.0
11551-101
–40
–50
IF R2 = R4 + RSET
AND R1 = R3
R1
100kΩ
R3
100kΩ
图67. AV = +10且CL = 100 nF的旁路网络输出结果
IOUT
R4
49.5kΩ
11551-086
OUTPUT (V)
20
图70. 1 mA/V传递函数
提高驱动电流
+V
添加外部晶体管，可获得额外的输出电流。放大器通过旁
BDW93C
路电阻可直接驱动较低的电流，从而最大程度降低交越失
真，如图68所示。该电路可提供数百毫安电流，但应使晶
10kΩ
体管保持在安全工作区内。对于更大的负载(最高5 A)，可
VIN
使用达林顿功率管，如图69所示。
20kΩ
270Ω
0.5Ω
IOUT
+V
2N5550
180Ω
IOUT
10kΩ
2N5401
BDW94C
–V
+V
11551-085
20kΩ
图71. 修改后的Howland电流泵
图68. 使用分立晶体管提高驱动电流
+V
BDW93C
VIN
270Ω
IOUT
–V
11551-091
BDW94C
图69. 传递函数为1 mA/V时的双向电流源
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11551-092
VIN
ADA4700-1
外形尺寸
5.00
4.90
4.80
3.098
0.356
5
1
4
6.20
6.00
5.80
4.00
3.90
3.80
2.41
0.457
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
BOTTOM VIEW
1.27 BSC
3.81 REF
TOP VIEW
1.65
1.25
1.75
1.35
SEATING
PLANE
0.51
0.31
0.50
0.25
0.10 MAX
0.05 NOM
COPLANARITY
0.10
8°
0°
45°
0.25
0.17
1.04 REF
1.27
0.40
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A
06-03-2011-B
8
图72. 8引脚标准小型封装，带裸露焊盘[SOIC_N_EP]
窄体
(RD-8-2)
尺寸单位：mm
订购指南
型号1
ADA4700-1ARDZ
ADA4700-1ARDZ-R7
ADA4700-1ARDZ-RL
1
温度范围
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
封装描述
带裸露焊盘的8引脚标准小型封装[SOIC_N_EP]
带裸露焊盘的8引脚标准小型封装[SOIC_N_EP]
带裸露焊盘的8引脚标准小型封装[SOIC_N_EP]
Z = 符合RoHS标准的器件。
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封装选项
RD-8-2
RD-8-2
RD-8-2
ADA4700-1
注释
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ADA4700-1
注释
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ADA4700-1
注释
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D11551sc-0-8/13(0)
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