中文数据手册

22 µA、RRIO、CMOS、
18 V运算放大器
AD8546/AD8548
特性
OUT A 1
低输入偏置电流：20 pA(最大值)
–IN A 2
AD8546
增益带宽积：240 kHz(AV=100，典型值)
+IN A 3
TOP VIEW
(Not to Scale)
V– 4
单位增益交越：240 kHz
8
V+
7
OUT B
6
–IN B
5
+IN B
09585-001
引脚配置
高压(18 V)微功耗：22 μA(最大值)
图1. AD8546(8引脚MSOP封装)
−3 dB闭环带宽：310 kHz
压摆率：80 V/ms
大信号电压增益：110 dB(最小值)
单电源供电：2.7 V至18 V
OUT A 1
14
OUT D
–IN A 2
13
–IN D
12
+IN D
+IN A 3
双电源供电：±1.35 V至±9 V
AD8548
V+ 4
11 V–
TOP VIEW
+IN B 5 (Not to Scale) 10 +IN C
单位增益稳定
–IN B 6
9
–IN C
OUT B 7
8
OUT C
应用
图2. AD8548(14引脚SOIC_N封装)
09585-103
出色的抗电磁干扰能力
便携式医疗设备
远程传感器
跨导放大器
电流监控器
4 mA至20 mA环路驱动器
缓冲/电平转换
表1. 微功耗运算放大器(典型值小于250 μA)1
概述
AD8546和AD8548分别为双通道和四通道、微功耗、高输
入阻抗放大器，针对低功耗和宽工作电源电压范围应用进
行了优化。
放大器
单通道
AD8546/AD8548的轨到轨输入/输出(RRIO)功能提供更高
的动态范围，可驱动低频数据转换器，非常适合无线/远程
传感器/发射器中的传感器前端或高阻抗输入源的直流增益
和缓冲处理。AD8546/AD8548还具有较高的抗电磁干扰
能力。
双通道
AD8546/AD8548采用2.7 V至18 V单电源或±1.35 V至±9 V双
电源供电，工作电压范围非常宽，电源电流则非常低(22 μA)，
适合各种电池供电的便携式应用，如ECG、脉冲监控器、
血糖仪、烟火探测器、振动监测仪和备用电池传感器等。
四通道
AD8546/AD8548的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工
业温度范围。AD8546采用8引脚MSOP封装；AD8548采用
14引脚SOIC_N封装。
Rev. C
1
5V
AD8500
AD8505
AD8541
AD8603
ADA4505-1
AD8502
AD8506
AD8542
AD8607
ADA4505-2
AD8504
AD8508
AD8544
AD8609
ADA4505-4
电源电压
12 V至18 V
AD8663
36 V
AD8546
AD8657
AD8667
OP281
ADA4062-2
ADA4096-2
AD8548
AD8669
OP481
AD8659
ADA4062-4
ADA4096-4
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AD8546/AD8548
目录
特性.................................................................................................. 1
应用.................................................................................................. 1
引脚配置 ......................................................................................... 1
概述.................................................................................................. 1
修订历史 ......................................................................................... 2
技术规格 ......................................................................................... 3
电气特性—18 V电源............................................................... 3
电气特性—10 V电源............................................................... 4
电气特性—2.7 V电源.............................................................. 5
绝对最大额定值............................................................................ 6
热阻 ............................................................................................ 6
ESD警告..................................................................................... 6
典型性能参数 ................................................................................ 7
应用信息 ....................................................................................... 17
输入级 ...................................................................................... 17
输出级 ...................................................................................... 18
轨到轨输入和输出 ................................................................ 18
阻性负载.................................................................................. 18
比较器操作 ............................................................................. 19
EMI抑制比 .............................................................................. 20
4 mA至20 mA过程控制电流环路发送器 ......................... 20
外形尺寸 ....................................................................................... 21
订购指南.................................................................................. 21
修订历史
2012年9月—修订版B至修订版C
更改“特性”部分、“概述”部分和表1 ....................................... 1
更改表2 ........................................................................................... 3
更改表3 ........................................................................................... 4
更改表4 ........................................................................................... 5
增加“EMI抑制比”部分 .............................................................. 20
2012年4月—修订版A至修订版B
增加AD8548和14引脚SOIC ..................................................通篇
更改产品标题、“特性”部分、“概述”部分和表1 .................. 1
增加图2；重新排序 ..................................................................... 1
移动“电气特性—18 V电源”部分............................................... 3
更改表2 ........................................................................................... 3
更改表3 ........................................................................................... 4
移动“电气特性—2.7 V电源”部分.............................................. 5
更改表4 ........................................................................................... 5
更改表6 ........................................................................................... 6
更改图4、图5、图7和图8........................................................... 7
删除图8和图11 .............................................................................. 8
更改图9、图10、图12和图13 .................................................... 8
更改图22和图25 .......................................................................... 10
更改图33 ....................................................................................... 12
更改图63和图64 .......................................................................... 18
更新外形尺寸 .............................................................................. 21
增加图72 ....................................................................................... 21
更改订购指南 .............................................................................. 21
2011年4月—修订版0至修订版A
更改产品标题、“特性”部分、“应用”部分、
“概述”部分和表1........................................................................... 1
2011年1月—修订版0：初始版
Rev. C | Page 2 of 24
AD8546/AD8548
技术规格
电气特性—18 V电源
除非另有说明，VSY = 18 V，VCM = VSY/2，TA = 25°C。
表2.
参数
输入特性
失调电压
失调电压漂移
输入偏置电流
符号
测试条件/注释
VOS
VCM = 0 V至18 V
VCM = 0.3 V至17.7 V; −40°C ≤ T A ≤ +125°C
VCM = 0 V至18 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
最小值 典型值
3
7
12
RIN
10
CINDM
CINCM
11
3.5
pF
pF
∆V OS/∆T
IB
输入失调电流
IOS
输入电压范围
共模抑制比
IVR
CMRR
3
5
大信号电压增益
AVO
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
电源电流(每个放大器)
单位
mV
mV
mV
µV/°C
pA
nA
pA
nA
V
dB
dB
dB
dB
dB
GΩ
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
输入电阻
输入电容
差分模式
共模
输出特性
高输出电压
低输出电压
短路电流
闭环输出阻抗
电源
电源抑制比
最大值
VCM = 0 V至18 V
VCM = 0.3 V至17.7 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
VCM = 0 V至18 V; −40°C ≤ T A ≤ +125°C
RL = 100 kΩ; VO = 0.5 V至17.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
VOH
VOL
ISC
ZOUT
RL = 100 kΩ至V CM; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ至V CM; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
PSRR
VSY = 2.7 V至18 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
ISY
0
74
68
65
110
105
20
2.6
40
5.2
18
95
125
17.97
30
±12
15
f = 1 kHz; AV = +1
95
90
115
18
22
33
V
mV
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
动态性能
压摆率
0.1%建立时间
单位增益交越
相位裕量
增益带宽积
−3 dB闭环带宽
通道隔离
+INx的EMI抑制比
SR
tS
UGC
ΦM
GBP
f−3 dB
CS
EMIRR
RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 1 V step; RL = 100 kΩ; CL = 10 pF
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +100
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
f = 10 kHz; RL = 1 MΩ
VIN = 100 mV p-p; f = 400 MHz, 900 MHz,
1800 MHz, 2400 MHz
80
15
240
60
240
310
105
90
V/ms
µs
kHz
度
kHz
kHz
dB
dB
噪声性能
电压噪声
电压噪声密度
en p-p
en
f = 0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
f = 10 kHz
f = 1 kHz
5
50
45
0.1
µV p-p
nV/√Hz
nV/√Hz
pA/√Hz
电流噪声密度
in
Rev. C | Page 3 of 24
AD8546/AD8548
电气特性—10 V电源
除非另有说明，VSY = 10 V，VCM = VSY/2，TA = 25°C。
表3.
参数
输入特性
失调电压
失调电压漂移
输入偏置电流
符号
测试条件/注释
VOS
VCM = 0 V至10 V
VCM = 0.3 V至9.7 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
VCM = 0 V至10 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
最小值 典型值
3
8
12
RIN
10
CINDM
CINCM
11
3.5
pF
pF
∆V OS/∆T
IB
输入失调电流
IOS
输入电压范围
共模抑制比
IVR
CMRR
3
2
大信号电压增益
AVO
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
电源电流(每个放大器)
单位
mV
mV
mV
µV/°C
pA
nA
pA
nA
V
dB
dB
dB
dB
dB
GΩ
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
输入电阻
输入电容
差分模式
共模
输出特性
高输出电压
低输出电压
短路电流
闭环输出阻抗
电源
电源抑制比
最大值
VCM = 0 V至10 V
VCM = 0.3 V至9.7 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
VCM = 0 V至10 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ; VO = 0.5 V至9.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
VOH
VOL
ISC
ZOUT
RL = 100 kΩ至V CM; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ至V CM; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
PSRR
VSY = 2.7 V至18 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
ISY
0
70
62
60
105
100
15
2.6
30
5.2
10
88
120
9.98
20
±11
15
f = 1 kHz; AV = +1
95
90
115
18
22
33
V
mV
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
动态性能
压摆率
0.1%建立时间
单位增益交越
相位裕量
增益带宽积
−3 dB闭环带宽
通道隔离
+INx的EMI抑制比
SR
tS
UGC
ΦM
GBP
f−3 dB
CS
EMIRR
RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 1 V step; RL = 100 kΩ; CL = 10 pF
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ, CL = 10 pF, AV = +1
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +100
VIN = 10 mV p-p, RL = 1 MΩ, CL = 10 pF, AV = +1
f = 10 kHz; RL = 1 MΩ
VIN = 100 mV p-p; f = 400 MHz, 900 MHz,
1800 MHz, 2400 MHz
75
15
235
60
235
300
105
90
V/ms
µs
kHz
度
kHz
kHz
dB
dB
噪声性能
电压噪声
电压噪声密度
en p-p
en
f = 0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
f = 10 kHz
f = 1 kHz
5
50
45
0.1
µV p-p
nV/√Hz
nV/√Hz
pA/√Hz
电流噪声密度
in
Rev. C | Page 4 of 24
AD8546/AD8548
电气特性—2.7 V电源
除非另有说明，VSY = 2.7 V，VCM = VSY/2，TA = 25°C。
表4.
参数
输入特性
失调电压
失调电压漂移
输入偏置电流
符号
VOS
测试条件/注释
最小值 典型值
VCM = 0 V至2.7 V
VCM = 0.3 V至2.4 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
VCM = 0 V至2.7 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
3
4
12
RIN
10
CINDM
CINCM
11
3.5
pF
pF
∆V OS/∆T
IB
输入失调电流
IOS
输入电压范围
共模抑制比
IVR
CMRR
3
1
大信号电压增益
AVO
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
电源电流(每个放大器)
单位
mV
mV
mV
µV/°C
pA
nA
pA
nA
V
dB
dB
dB
dB
dB
GΩ
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
输入电阻
输入电容
差分模式
共模
输出特性
高输出电压
低输出电压
短路电流
闭环输出阻抗
电源
电源抑制比
最大值
VCM = 0 V至2.7 V
VCM = 0.3 V至2.4 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
VCM = 0 V至2.7 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ; VO = 0.5 V至2.2 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
VOH
VOL
ISC
ZOUT
RL = 100 kΩ至 VCM; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ至 VCM; −40°C ≤ TA ≤ +125°C
PSRR
VSY = 2.7 V至18 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
ISY
0
60
58
49
97
90
10
2.6
20
5.2
2.7
75
115
2.69
10
±4
20
f = 1 kHz; AV = +1
95
90
115
18
22
33
V
mV
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
动态性能
压摆率
0.1%建立时间
单位增益交越
相位裕量
增益带宽积
−3 dB闭环带宽
通道隔离
+INx的EMI抑制比
SR
tS
UGC
ΦM
GBP
f−3 dB
CS
EMIRR
RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 1 V step; RL = 100 kΩ; CL = 10 pF
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +100
VIN = 10 mV p-p; RL = 1 MΩ; CL = 10 pF; AV = +1
f = 10 kHz; RL = 1 MΩ
VIN = 100 mV p-p; f = 400 MHz, 900 MHz,
1800 MHz, 2400 MHz
50
20
190
60
200
250
105
90
V/ms
µs
kHz
度
kHz
kHz
dB
dB
噪声性能
电压噪声
电压噪声密度
en p-p
en
f = 0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
f = 10 kHz
f = 1 kHz
6
60
56
0.1
µV p-p
nV/√Hz
nV/√Hz
pA/√Hz
电流噪声密度
in
Rev. C | Page 5 of 24
AD8546/AD8548
绝对最大额定值
热阻
表5.
参数
电源电压
输入电压
输入电流1
差分输入电压
对地输出短路持续时间
存储温度范围
工作温度范围
结温范围
引脚温度(焊接，60秒)
1
额定值
20.5 V
(V−) − 300 mV至(V+) + 300 mV
±10 mA
±VSY
不定
−65°C至+150°C
−40°C至+125°C
−65°C至+150°C
300°C
θJA针对最差条件，即利用标准4层板，将器件焊接在电路
板上以实现表贴封装。
表6. 热阻
封装类型
8引脚 MSOP (RM-8)
14引脚 SOIC_N (R-14)
θJA
142
115
θJC
45
36
单位
°C/W
°C/W
ESD警告
输入引脚与电源引脚之间有箝位二极管。当输入信号超过供电轨0.3 V时，
输入电流应以10 mA为限。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性
损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器
件能否正常工作。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. C | Page 6 of 24
ESD(静电放电)敏感器件。
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。
AD8546/AD8548
典型性能参数
除非另有说明，TA = 25°C。
40
VSY = 2.7V
VCM = VSY/2
NUMBER OF AMPLIFIERS
25
20
15
10
25
20
15
10
5
0
0
09585-002
–2.4
–2.2
–2.0
–1.8
–1.6
–1.4
–1.2
–1.0
–0.8
–0.6
–0.4
–0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
5
VOS (mV)
VOS (mV)
图3. 输入失调电压分布图
图6. 输入失调电压分布图
图4. 输入失调电压漂移分布图
图7. 输入失调电压漂移分布图
3.0
VSY = 2.7V
2.5
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
VOS (mV)
2.0
0
–0.5
0
–0.5
–1.0
–1.0
–1.5
–1.5
–2.0
–2.0
–2.5
–2.5
–3.0
0
0.3
VSY = 18V
2.5
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
VCM (V)
2.4
2.7
09585-005
VOS (mV)
30
图5. 输入失调电压与共模电压的关系
–3.0
0
2
4
6
8
10
12
14
VCM (V)
图8. 输入失调电压与共模电压的关系
Rev. C | Page 7 of 24
16
18
09585-008
30
3.0
VSY = 18V
VCM = VSY/2
35
–2.4
–2.2
–2.0
–1.8
–1.6
–1.4
–1.2
–1.0
–0.8
–0.6
–0.4
–0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
NUMBER OF AMPLIFIERS
35
09585-105
40
AD8546/AD8548
图9. 输入失调电压与共模电压的关系
10000
图12. 输入失调电压与共模电压的关系
10000
VSY = 2.7V
1000
100
100
IB (pA)
IB (pA)
1000
VSY = 18V
10
1
1
| IB+ |
| IB– |
50
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
| IB+ |
| IB– |
0.1
25
09585-010
0.1
25
50
图10. 输入偏置电流与温度的关系
125
4
VSY = 2.7V
VSY = 18V
3
2
2
1
1
0
125°C
85°C
25°C
–1
0
–2
–2
–3
–3
0
0.3
0.6
125°C
85°C
25°C
–1
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
VCM (V)
2.4
2.7
–4
0
2
4
6
8
10
12
14
VCM (V)
图11. 输入偏置电流与共模电压的关系
图14. 输入偏置电流与共模电压的关系
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16
18
09585-017
IB (nA)
3
09585-014
IB (nA)
100
图13. 输入偏置电流与温度的关系
4
–4
75
TEMPERATURE (°C)
09585-013
10
AD8546/AD8548
1
–40°C
+25°C
+85°C
+125°C
100m
10m
1m
0.1m
0.01m
0.001
0.01
0.1
1
LOAD CURRENT (mA)
10
100
VSY = 18V
1
10m
1m
0.1m
0.01m
0.001
图15. 输出电压(VOH )至供电轨与负载电流的关系
0.01
0.1
1
LOAD CURRENT (mA)
–40°C
+25°C
+85°C
+125°C
10m
1m
0.01
0.1
1
LOAD CURRENT (mA)
10
100
10m
1m
0.1m
0.01m
0.001
09585-016
0.1m
–40°C
+25°C
+85°C
+125°C
100m
图16. 输出电压(VOL )至供电轨与负载电流的关系
0.01
0.1
1
LOAD CURRENT (mA)
10
100
图19. 输出电压(VOL )至供电轨与负载电流的关系
18.000
2.700
RL = 1MΩ
RL = 1MΩ
OUTPUT VOLTAGE, VOH (V)
2.699
2.698
2.697
RL = 100kΩ
2.696
17.995
17.990
17.985
RL = 100kΩ
17.980
VSY = 18V
–25
0
25
50
75
TEMPERATURE (°C)
100
125
09585-020
VSY = 2.7V
图17. 输出电压(VOH )与温度的关系
17.975
–50
–25
0
25
50
75
TEMPERATURE (°C)
图20. 输出电压(VOH )与温度的关系
Rev. C | Page 9 of 24
100
125
09585-023
100m
VSY = 18V
1
09585-019
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (V)
1
0.01m
0.001
OUTPUT VOLTAGE, VOH (V)
100
10
VSY = 2.7V
2.695
–50
10
图18. 输出电压(VOH )至供电轨与负载电流的关系
10
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (V)
–40°C
+25°C
+85°C
+125°C
100m
09585-018
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (V)
10
VSY = 2.7V
09585-015
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (V)
10
AD8546/AD8548
6
12
VSY = 18V
VSY = 2.7V
10
4
3
RL = 100kΩ
2
1
RL = 100kΩ
8
6
4
2
RL = 1MΩ
RL = 1MΩ
–25
0
25
50
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
0
–50
09585-021
0
–50
–25
30
25
25
ISY PER AMP (µA)
75
100
125
20
15
VSY = 18V
20
15
10
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
VCM (V)
0
09585-123
0
–40°C
+25°C
+85°C
+125°C
5
0
3
6
9
12
15
18
VCM (V)
图22. 每个放大器的电源电流与共模电压的关系
09585-126
–40°C
+25°C
+85°C
+125°C
5
图25. 每个放大器的电源电流与共模电压的关系
60
35
30
50
VSY = 2.7V
VSY = 18V
ISY PER AMP (µA)
25
20
15
10
40
30
20
–40°C
+25°C
5
10
+85°C
+125°C
0
3
6
9
12
15
VSY (V)
18
0
–50
09585-026
0
–25
0
25
50
TEMPERATURE (°C)
75
100
图26. 每个放大器的电源电流与温度的关系
图23. 每个放大器的电源电流与电源电压的关系
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125
09585-029
ISY PER AMP (µA)
35
VSY = 2.7V
10
ISY PER AMP (µA)
50
图24. 输出电压(VOL )与温度的关系
30
0
25
TEMPERATURE (°C)
图21. 输出电压(VOL )与温度的关系
35
0
09585-024
OUTPUT VOLTAGE, VOL (mV)
OUTPUT VOLTAGE, VOL (mV)
5
AD8546/AD8548
GAIN
0
–45
–20
CL = 10pF
–90
CL = 100pF
–60
1k
10k
–135
1M
100k
90
20
45
0
0
GAIN
–45
–20
CL = 10pF
–40
09585-027
FREQUENCY (Hz)
–90
CL = 100pF
–60
1k
10k
–135
1M
100k
FREQUENCY (Hz)
图27. 开环增益和相位与频率的关系
图30. 开环增益和相位与频率的关系
60
60
VSY = 2.7V
20
0
40
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
AV = +10
AV = +1
–20
20
0
AV = +100
AV = +10
AV = +1
–20
–40
–40
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
–60
100
09585-028
–60
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图28. 闭环增益与频率的关系
图31. 闭环增益与频率的关系
1000
1000
AV = +100
AV = +100
AV = +10
AV = +10
100
100
AV = +1
ZOUT (Ω)
AV = +1
10
10
100
10k
1k
FREQUENCY (Hz)
100k
VSY = 18V
09585-032
VSY = 2.7V
1
图29. 输出阻抗与频率的关系
1
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
图32. 输出阻抗与频率的关系
Rev. C | Page 11 of 24
100k
09585-035
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
40
VSY = 18V
AV = +100
09585-031
–40
40
PHASE (Degrees)
45
OPEN-LOOP GAIN (dB)
20
PHASE (Degrees)
90
ZOUT (Ω)
OPEN-LOOP GAIN (dB)
PHASE
VSY = 18V
RL = 1MΩ
PHASE
40
0
135
60
VSY = 2.7V
RL = 1MΩ
09585-030
135
60
AD8546/AD8548
140
120
100
100
CMRR (dB)
120
80
60
80
60
40
40
20
20
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
0
100
1k
10k
100k
图33. CMRR与频率的关系
图36. CMRR与频率的关系
100
100
VSY = 18V
80
80
60
60
PSRR (dB)
PSRR+
PSRR–
40
20
20
10k
100k
1M
0
100
09585-034
1k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
70
VSY = 2.7V
VIN = 10mV p-p
RL = 1M
60
VSY = 18V
VIN = 10mV p-p
RL = 1M
50
OVERSHOOT (%)
50
40
30
OS+
OS–
20
40
30
20
OS+
OS–
10
10
100
CAPACITANCE (pF)
1000
09585-038
OVERSHOOT (%)
10k
图37. PSRR与频率的关系
70
0
10
1k
FREQUENCY (Hz)
图34. PSRR与频率的关系
60
PSRR+
PSRR–
40
09585-037
PSRR (dB)
VSY = 2.7V
0
100
1M
FREQUENCY (Hz)
图35. 小信号过冲与负载电容的关系
0
10
100
CAPACITANCE (pF)
图38. 小信号过冲与负载电容的关系
Rev. C | Page 12 of 24
1000
09585-041
0
100
VSY = 18V
VCM = VSY/2
09585-036
VSY = 2.7V
VCM = VSY/2
09585-134
CMRR (dB)
140
AD8546/AD8548
VSY = ±1.35V
AV = +1
RL = 1MΩ
CL = 100pF
TIME (100µs/DIV)
TIME (100µs/DIV)
图39. 大信号瞬态响应
图42. 大信号瞬态响应
VSY = ±1.35V
AV = +1
RL = 1MΩ
CL = 100pF
TIME (100µs/DIV)
TIME (100µs/DIV)
图43. 小信号瞬态响应
2
1
INPUT VOLTAGE (V)
VSY = ±1.35V
AV = –10
RL = 1MΩ
0
OUTPUT VOLTAGE (V)
–0.2
–1
–2
10
5
OUTPUT
OUTPUT
09585-044
0
TIME (40µs/DIV)
INPUT
VSY = ±9V
AV = –10
RL = 1MΩ
图41. 正过载恢复时间
TIME (40µs/DIV)
图44. 正过载恢复时间
Rev. C | Page 13 of 24
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT
0
09585-047
0
–0.4
09585-043
09585-040
VOLTAGE (5mV/DIV)
VOLTAGE (5mV/DIV)
VSY = ±9V
AV = +1
RL = 1MΩ
CL = 100pF
图40. 小信号瞬态响应
INPUT VOLTAGE (V)
09585-042
09585-039
VOLTAGE (5V/DIV)
VOLTAGE (500mV/DIV)
VSY = ±9V
AV = +1
RL = 1MΩ
CL = 100pF
AD8546/AD8548
OUTPUT
0
–1
1
INPUT VOLTAGE (V)
INPUT
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT
0
OUTPUT
0
–5
TIME (40µs/DIV)
TIME (40µs/DIV)
图45. 负过载恢复时间
图48. 负过载恢复时间
INPUT
VOLTAGE (500mV/DIV)
VOLTAGE (500mV/DIV)
INPUT
VSY = 2.7V
RL = 100kΩ
CL = 10pF
+5mV
0
ERROR BAND
09585-048
–10
09585-045
–2
VSY = 18V
RL = 100kΩ
CL = 10pF
+5mV
0
ERROR BAND
OUTPUT
OUTPUT
–5mV
TIME (10µs/DIV)
TIME (10µs/DIV)
图46. 0.1%正建立时间
图49. 0.1%正建立时间
VOLTAGE (500mV/DIV)
VSY = 18V
RL = 100kΩ
CL = 10pF
INPUT
+5mV
OUTPUT
0
ERROR BAND
–5mV
09585-050
VOLTAGE (500mV/DIV)
VSY = 2.7V
RL = 100kΩ
CL = 10pF
TIME (10µs/DIV)
09585-049
09585-046
–5mV
图47. 0.1%负建立时间
INPUT
+5mV
OUTPUT
–5mV
TIME (10µs/DIV)
图50. 0.1%负建立时间
Rev. C | Page 14 of 24
0
ERROR BAND
09585-053
INPUT VOLTAGE (V)
0.2
0
VSY = ±9V
AV = –10
RL = 1MΩ
2
OUTPUT VOLTAGE (V)
VSY = ±1.35V
AV = –10
RL = 1MΩ
0.4
AD8546/AD8548
1000
1000
VSY = 18V
10
1
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
100
10
1
10
图51. 电压噪声密度与频率的关系
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
1M
图54. 电压噪声密度与频率的关系
VSY = 18V
TIME (2s/DIV)
TIME (2s/DIV)
图52. 0.1 Hz至10 Hz噪声
图55. 0.1 Hz至10 Hz噪声
20
3.0
VSY = 2.7V
VIN = 2.6V
RL = 1MΩ
AV = +1
VSY = 18V
VIN = 17.9V
RL = 1MΩ
AV = +1
18
16
OUTPUT SWING (V)
2.5
09585-055
VOLTAGE (2µV/DIV)
09585-052
VOLTAGE (2µV/DIV)
VSY = 2.7V
2.0
1.5
1.0
14
12
10
8
6
4
0.5
0
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
0
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
图53. 输出摆幅与频率的关系
图56. 输出摆幅与频率的关系
Rev. C | Page 15 of 24
100k
1M
09585-059
2
09585-056
OUTPUT SWING (V)
100k
09585-054
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/ Hz)
100
09585-051
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/ Hz)
VSY = 2.7V
AD8546/AD8548
100
VSY = 18V
VIN = 0.5V rms
RL = 1MΩ
AV = +1
10
THD + N (%)
10
1
0.1
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
0.01
10
09585-057
0.01
10
100
图57. THD + N与频率的关系
0
1MΩ
10kΩ
CHANNEL SEPARATION (dB)
–20
RL
–40
–60
VIN = 0.5V p-p
–80
VIN = 1.5V p-p
VIN = 2.6V p-p
–100
–140
100k
1MΩ
VSY = 18V
RL = 1MΩ
AV = –100
10kΩ
RL
–40
VIN = 1V p-p
VIN = 5V p-p
VIN = 10V p-p
VIN = 15V p-p
VIN = 17V p-p
–60
–80
–100
–120
–120
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
09585-058
CHANNEL SEPARATION (dB)
–20
10k
图59. THD + N与频率的关系
0
VSY = 2.7V
RL = 1MΩ
AV = –100
1k
FREQUENCY (Hz)
09585-060
0.1
1
图58. 通道隔离与频率的关系
–140
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
图60. 通道隔离与频率的关系
Rev. C | Page 16 of 24
100k
09585-061
THD + N (%)
100
VSY = 2.7V
VIN = 0.2V rms
RL = 1MΩ
AV = +1
AD8546/AD8548
应用信息
AD8546/AD8548是低输入偏置电流、微功耗CMOS放大器，
工作在2.7 V至18 V的宽电源电压范围。AD8546/AD8548还采
用独特的输入和输出级，以非常低的电源电流实现轨到轨
输入和输出范围。
电流源I1驱动PMOS晶体管对。当输入共模电压接近高供
电轨时，I1通过M5晶体管离开PMOS差分对。偏置电压
VB1控制此转移发生之点。
M5将尾电流导向一个由M6和M7晶体管构成的电流镜。电
流镜的输出驱动NMOS晶体管对。注意，在高共模电压
下，激活此电流镜会导致电源电流略微增加(参见图22和
图25)。
输入级
图61显示了AD8546/AD8548的简化电路图。输入级包括两
个差分晶体管对：一个NMOS对(M1、M2)和一个PMOS对
(M3、M4)。输入共模电压决定哪一个差分对导通并且起
主导作用。
AD8546/AD8548利用低压MOS器件构成差分输入端，从而
实现高性能。这些低压MOS器件提供出色的单位电流噪声
和带宽性能。专有调节电路(图61中未显示)保护每个差分
输入对。该调节电路由有源器件和无源箝位器件组合而
成，正常工作期间，有源器件负责维持输入对上的适当电
压；快速瞬变期间，无源箝位器件负责保护放大器。不
过，当共模电压接近任一供电轨时，这些无源箝位器件开
始正偏。这会导致输入偏置电流增加(参见图11和图14)。
当输入电压接近并达到低供电轨时，PMOS差分对激活。
对于高供电轨以下的输入电压，则需要NMOS差分对。这
种拓扑结构允许放大器保持宽动态输入电压范围，并使信
号摆幅最大达到两个供电轨。对于绝大部分的输入共模电
压范围，PMOS差分对激活。
差分对常常表现出不同的失调电压。从一对切换到另一对
时，会产生阶跃状特性，这可以从VOS与VCM的关系图看出
(参见图5和图8)。这是所有采用双差分对拓扑结构的轨到
轨放大器的固有特性。因此，务必选择一个不包括输入差
分对切换区域的共模电压。
此外，箝位二极管(D1和D2)保护输入器件免受大差分输入
电压影响。这些二极管通过两个10 kΩ电阻(R1和R2)实现输入
缓冲。当差分输入电压超过大约600 mV时，差分二极管导
通；在此情况下，差分输入阻抗降至20 kΩ。
当输入共模电压接近供电轨时，还可以在VOS与VCM关系曲
线中看到额外的阶跃。这些变化是负载晶体管(M8、M9、
M14和M15)余量不够用的结果。当负载晶体管被迫进入线
性工作区时，其漏极阻抗的不匹配会影响放大器的失调电
压。在高温时，由于输入晶体管的阈值电压下降，这一问
题更加严重。典型性能数据参见图9和图12。
V+
VB1
I1
M5
+IN x
R1
–IN x
R2
M3
D1
M8
M9
M10
M11
M4
M16
D2
VB2
M1
OUT x
M2
V–
M7
M6
图61. 原理示意图
Rev. C | Page 17 of 24
M13
M14
M15
09585-062
M17
M12
AD8546/AD8548
输出级
阻性负载
AD8546/AD8548具有一个由M16和M17晶体管组成的互补
输出级(参见图61)。这些晶体管配置为AB类拓扑结构，由
电压源VB2偏置。这种拓扑结构允许输出级达到供电轨的
数毫伏范围内，从而实现轨到轨输出摆幅。输出电压受这
些晶体管(低导通电阻MOS器件)的输出阻抗限制。输出电
压摆幅是负载电流的函数，可以利用输出电压至供电轨与
负载电流的关系图进行估算(参见图15、图16、图18和图19)。
反馈电阻会改变放大器看到的负载电阻。因此，必须小心
选择配合AD8546/AD8548使用的反馈电阻值。这些放大器
能够驱动低至100 kΩ的阻性负载。“反相运算放大器配置”部
分和“同相运算放大器配置”部分说明反馈电阻如何改变放
大器输出端看到的实际负载电阻。
轨到轨输入和输出
AD8546/AD8548具有轨到轨输入和输出，电源电压范围为
2.7 V至18 V。图62显示AD8546/AD8548配置为单位增益缓
冲器的输入和输出波形，其中电源电压为±9 V，阻性负载
为1 MΩ。当输入电压为±9 V时，AD8546/AD8548的输出摆
幅非常接近两个供电轨，而且它们不会发生相位反转。
反相运算放大器配置
图63显示AD8546/AD8548采用反相配置，输出端具有阻性
负载RL。放大器看到的实际负载是反馈电阻R2与负载RL的
并联组合。例如，反馈电阻为1 kΩ，负载为1 MΩ，因此输
出端的等效负载电阻为999 Ω。AD8546/AD8548无法驱动如
此高的负载，因此其性能会大幅下降。
为避免加载输出端，应使用较大的反馈电阻，但同时应考
虑电阻热噪声对整体电路的影响。
R2
VSY = ±9V
RL = 1MΩ
VIN
R1
VOLTAGE (5V/DIV)
AD8546/
AD8548
VOUT
RL
09585-064
INPUT
OUTPUT
+VSY
–VSY
RL, EFF = RL || R2
图63. 反相运算放大器配置
图64显示AD8546/AD8548采用同相配置，输出端具有阻性
负载RL。放大器看到的实际负载是R1 + R2与RL的并联组合。
图62. 轨到轨输入和输出
R2
+VSY
R1
VIN
AD8546/
AD8548
–VSY
RL, EFF = RL || (R1 + R2)
图64. 同相运算放大器配置
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VOUT
RL
09585-065
TIME (200µs/DIV)
09585-063
同相运算放大器配置
AD8546/AD8548
+VSY
比较器操作
运算放大器一般采用闭环配置工作，来自输出端的反馈进
入反相输入端。图65显示AD8546配置为一个电压跟随器，
输入电压始终保持为中间电源电压。不用的通道适用相同
配置。A1和A2表示安培计，用于测量电源电流。ISY+指从
高供电轨流到运算放大器的电流，ISY−指从运算放大器流
到低供电轨的电流。
ISY+
A1
100kΩ
AD8546
VOUT
1/2
100kΩ
ISY–
A2
A1
09585-068
+VSY
–VSY
ISY+
图67. 比较器配置A
100kΩ
+VSY
AD8546
VOUT
1/2
A2
100kΩ
A1
ISY–
ISY+
09585-066
100kΩ
–VSY
AD8546
VOUT
1/2
图65. 电压跟随器配置
A2
–VSY
SY
图68. 比较器配置B
40
二极管D1和D2保护AD8546/AD8548的输入器件免受大差
分输入电压影响(参见图61)。这些二极管由PNP双极性晶
体管组成，当差分输入电压超过大约600 mV时导通。不过，
这些二极管也允许电流从输入端流到低供电轨，从而导致
系统的总电源电流增加。如图69所示，两种配置产生的结
果相同。电源电压为18 V时，每个双通道放大器的ISY+仍然
为36 μA，但ISY−增加到140 μA。
30
25
20
15
ISY–
ISY+
10
160
5
2
4
6
8
10
VSY (V)
12
14
16
18
图66. 电源电流与电源电压的关系(电压跟随器)
与运算放大器不同，比较器采用开环配置工作，用于驱动
逻辑电路。虽然运算放大器不同于比较器，但有时也将双
通道或四通道运放的不用部分用作比较器，以节省电路板
空间和成本，但不推荐这样做。
ISY PER DUAL AMPLIFIER (µA)
0
09585-067
140
图67和图68显示AD8546配置为比较器，100 kΩ电阻与输入
引脚串联。不用的通道配置为缓冲器，输入电压保持在中
间电源电压。
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120
100
ISY–
ISY+
80
60
40
20
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
VSY (V)
图69. 电源电流与电源电压的关系(AD8546作为比较器)
18
09585-070
ISY PER DUAL AMPLIFIER (µA)
35
0
ISY–
09585-069
100kΩ
图66显示正常工作条件下，流入运算放大器的总电流等于
流出运算放大器的总电流。对于AD8546，VSY = 18 V时，
ISY+ = ISY− = 36 μA。
AD8546/AD8548
注意，100 kΩ电阻与运算放大器的输入端串联。如果使用较
小的阻值，系统的电源电流会增加很多。有关运算放大器
用作比较器的更多信息，请参阅应用笔记AN-849：“运算
放大器用作比较器”。
高频电磁干扰(EMI)常常会对电路性能造成不利影响。如
果信号强度较低，并且传输线路较长，则运算放大器必须
能够精确放大输入信号。然而，所有运算放大器引脚，包
括同相输入、反相输入、正电源、负电源和输出引脚，均
易受EMI信号影响。这些高频信号可通过多种途径耦合到
运放中，如传导、近场辐射或远场辐射等。例如，导线和
PCB走线可以充当天线，拾取高频EMI信号。
由于带宽相对较低，AD8546和AD8548等运算放大器不会
放大EMI或RF信号。但是，由于输入器件具有非线性特
性，因此运算放大器可能会整流这些带外信号。这些高频
信号经过整流后，会在输出端表现为直流失调。
技术规格部分的表2、表3和表4给出了同相引脚的电磁干
扰抑制比(EMIRR)，它描述AD8546/AD8548在有电磁干扰
的情况下，能够在多大程度上发挥预期性能。测量EMIRR
的数学方法定义如下：
EMIRR = 20 log (VIN_PEAK/ΔVOS)
VIN
0V TO 5V
RNULL
1MΩ
1%
C2
C3
10µF 0.1µF
RSPAN
200kΩ
1%
1/2
R1
68kΩ
1%
R2
2kΩ
1%
VIN
GND
C4
C5
0.1µF 10µF
AD8546
Q1
R4
3.3kΩ
R3
1.2kΩ
D1
C1
390pF
RSENSE
100Ω
1%
VDD
18V
4mA
TO
20mA
RL
100Ω
NOTES
1. R1 + R2 = R´.
图71. 4 mA至20 mA电流环路发送器
该发送器直接由控制环路电源供电，环路中的电流载送4 mA
至20 mA的信号。因此，4 mA构成电路工作的基线电流预算。
AD8546堪称是理想选择，其每个放大器在整个温度和电源
电压范围内的电源电流仅有33 μA。电流发送器控制环路中
的电流，零电平输入信号用4 mA电流表示，满量程输入信号
用20 mA电流表示。发送器还从控制环路电源VDD悬空，信
号地则位于接收器中。环路电流在接收器端的负载电阻RL
处测量。
对于零电平输入，VREF/RNULL的电流流经　。这会产生流经检
测电阻的电流ISENSE，其大小由下式决定：
140
120
ISENSE, MIN = (VREF × R )/(RNULL × RSENSE)
对于满量程输入电压，流经 的电流增加幅度为VIN/RSPAN
的满量程变化。这导致流经检测电阻的电流增加。
100
EMIRR (dB)
VOUT
09585-072
EMI抑制比
ADR125
VREF
80
ISENSE, DELTA = (VIN 的满量程变化 ×
)/(RSPAN × RSENSE)
因此，
60
ISENSE, MAX = ISENSE, MIN + ISENSE, DELTA
20
10M
VIN = 100mVPEAK
VSY = 2.7V TO 18V
100M
1G
FREQUENCY (Hz)
10G
09585-100
40
图70. EMIRR与频率的关系
4 mA至20 mA过程控制电流环路发送器
分布式控制系统和过程控制应用经常利用双线电流发送器，
在传感器与过程控制器之间传送模拟信号。图71显示一个
4 mA至20 mA电流环路发送器。
当 >> RSENSE时，流经接收器端负载电阻的电流几乎等于
ISENSE。
图71显示一个满量程输入电压为5 V的设计。0 V输入时，环
路电流为3.5 mA；5 V满量程输入时，环路电流为21 mA。
这样，通过软件校准便能将该电流环路微调到4 mA至20 mA
范围。
AD8546和ADR125总共消耗仅160 µA的静态电流，因此3.34 mA
电流可用来为附加信号调理电路或电桥电路供电。
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AD8546/AD8548
外形尺寸
3.20
3.00
2.80
8
3.20
3.00
2.80
5.15
4.90
4.65
5
1
4
PIN 1
IDENTIFIER
0.65 BSC
0.95
0.85
0.75
15° MAX
1.10 MAX
0.40
0.25
6°
0°
0.80
0.55
0.40
0.23
0.09
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
10-07-2009-B
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
图72. 8引脚超小型封装[MSOP]
(RM-8)
图示尺寸单位：mm
8.75 (0.3445)
8.55 (0.3366)
8
14
1
7
1.27 (0.0500)
BSC
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0039)
COPLANARITY
0.10
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2283)
0.50 (0.0197)
0.25 (0.0098)
1.75 (0.0689)
1.35 (0.0531)
SEATING
PLANE
45°
8°
0°
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AB
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
060606-A
4.00 (0.1575)
3.80 (0.1496)
图73. 14引脚标准小型封装[SOIC_N]
窄体
(R-14)
图示尺寸单位：mm和(inch)
订购指南
型号1
AD8546ARMZ
AD8546ARMZ-RL
AD8546ARMZ-R7
AD8548ARZ
AD8548ARZ-RL
AD8548ARZ-R7
温度范围
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
封装描述
8引脚超小型封装 [MSOP]
8引脚超小型封装 [MSOP]
8引脚超小型封装 [MSOP]
14引脚标准小型封装 [SOIC_N]
14引脚标准小型封装 [SOIC_N]
14引脚标准小型封装 [SOIC_N]
Z = 符合RoHS标准的器件。
1
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封装选项
RM-8
RM-8
RM-8
R-14
R-14
R-14
封装选项
A2V
A2V
A2V
AD8546/AD8548
注释
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AD8546/AD8548
注释
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AD8546/AD8548
注释
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registered trademarks are the property of their respective owners.
D09585sc-0-9/12(C)
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