精密微功耗OVP、 RRIO运算放大器 ADA4091-2/ADA4091-4 产品特性 OUTA 8 +V –INA 2 ADA4091-2 7 OUTB +INA 3 TOP VIEW (Not to Scale) 6 –INB 5 +INB 1 –V 4 07671-001 引脚配置 单电源供电：3.0 V至30 V 宽输入电压范围 轨到轨输出摆幅 低电源电流：每个放大器200 μA 宽带宽：1.2 MHz 压摆率：0.46 V/μs 低失调电压：250 μV(最大值) 无反相 过压保护(OVP) 高于/低于供电轨25 V(±5 V) 高于/低于供电轨12 V(±15 V) 图1. 8引脚窄体SOIC (R-8) OUTA 1 8 +V +INA 3 –V 4 ADA4091-2 7 OUTB TOP VIEW (Not to Scale) 5 +INB 6 –INB 07571-102 –INA 2 NOTES 1. IT IS RECOMMENDED TO CONNECT THE EXPOSED PAD TO V–. 应用 1 14 OUTD –INA 2 13 –IND ADA4091-4 12 +IND TOP VIEW (Not to Scale) 11 –V 10 +INC 9 –INC 8 OUTC OUTA +INA 3 +V 4 +INB 5 –INB 6 OUTB 7 07671-101 图2. 8引脚LFCSP (CP-8-9) 工业过程控制 电池供电仪器仪表 电源控制和保护 电信 远程传感器 低压应变计放大器 DAC输出放大器 +INA 2 ±1.5 V至±15 V双电源供电。 温度范围。ADA4091系列属于ADI公司不断扩展的36 V、 低功耗运算放大器系列(见表1)。 +INC –INC 8 OUTC 7 –INB 5 有宽输出范围的传感器接口。要求采用轨到轨输入放大器 ADA4091系列的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工业 10 V– NOTES 1. NC = NO CONNECT. 2. IT IS RECOMMENDED TO CONNECT THE EXPOSED PAD TO V–. 具体应用包括便携式电信设备、电源控制与保护，以及具 单电源系统中构建多级滤波器，并保持高信噪比(SNR)。 11 +IND 9 OUTB 6 护或OVP。 利用轨到轨输入和输出摆幅，举例而言，设计人员可以在 TOP VIEW V+ 3 过任一电源电压，而不会发生反相或闩锁；这称为过压保 器。 12 –IND ADA4091-4 +INB 4 ADA4091系列具有独特的输入级，输入电压可以安全地超 的传感器包括霍尔效应传感器、压电传感器和阻性传感 13 NC –INA 1 性。两款器件均保证可采用+3.0 V至+30 V单电源供电以及 07671-103 单电源、1.2 MHz带宽放大器，具有轨到轨输入与输出特 14 OUTD 16 NC ADA4091-2和ADA4091-4分别是双通道/四通道、微功耗、 15 OUTA 图3. 14引脚TSSOP (RU-14) 概述 图4. 16引脚LFCSP (CP-16-17) ADA4091-2提供8引脚塑封SOIC和8引脚LFCSP两种封装。 ADA4091-4提供14引脚TSSOP和16引脚LFCSP表贴两种封 装。 表1. 低功耗36 V运算放大器 系列 轨到轨I/O 单周期转换 双倍 ADA4091-2 四倍 ADA4091-4 PJFET AD8682 AD8684 低噪声 OP1177 OP2177 OP4177 Rev. F Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2008–2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADA4091-2/ADA4091-4 目录 特性.................................................................................................... 1 ESD警告....................................................................................... 6 应用.................................................................................................... 1 典型工作特性 .................................................................................. 7 概述.................................................................................................... 1 工作原理 ......................................................................................... 14 引脚配置 ........................................................................................... 1 输入级 ........................................................................................ 14 修订历史 ........................................................................................... 2 输出级 ........................................................................................ 14 技术规格 ........................................................................................... 3 输入过压保护 ........................................................................... 15 电气规格...................................................................................... 3 外形尺寸 ......................................................................................... 16 绝对最大额定值.............................................................................. 6 订购指南.................................................................................... 18 热阻 .............................................................................................. 6 修订历史 2010年10月—修订版E至修订版F 2009年7月—修订版A至修订版B 更改特性和概述部分1 增加新器件ADA4091-4 ...........................................................通篇 更改外形尺寸 ................................................................................ 17 更改特性部分、概述部分和图4 ................................................. 1 2010年5月—修订版D至修订版E 增加图2；重新排序 ....................................................................... 1 更改数据手册标题 ......................................................................... 1 更改表2、输入特性、失调电压 ................................................. 3 更改表3、输入特性、失调电压 ................................................. 4 更改表4、输入特性、失调电压 ................................................. 5 2010年4月—修订版C至修订版D 更改表2、在输入特性中添加LFCSP.......................................... 3 更改表3、在输入特性中添加LFCSP.......................................... 4 更改表4、在输入特性中添加LFCSP.......................................... 5 2009年10月—修订版B至修订版C 增加8引脚LFCSP和16引脚LFCSP.........................................通篇 更改特性部分 .................................................................................. 1 更新外形尺寸 ................................................................................ 16 更改订购指南 ................................................................................ 18 更改表1 ............................................................................................. 1 更改表2 ............................................................................................. 3 更改表3 ............................................................................................. 4 更改表4 ............................................................................................. 5 更改表5 ............................................................................................. 6 更改表6 ............................................................................................. 6 更新外形尺寸 ................................................................................ 16 更改订购指南 ................................................................................ 16 2009年7月—修订版0至修订版A 更改数据手册标题 ......................................................................... 1 修改“特性”部分............................................................................... 1 更改表2 ............................................................................................. 3 更改表3 ............................................................................................. 4 更改表4 ............................................................................................. 5 表5中增加输入电流参数............................................................... 6 新增图12和图13；重新排序 ........................................................ 8 新增图24和图25 ............................................................................ 10 新增图36和图37 ............................................................................ 12 新增图43 ......................................................................................... 13 更改输入过压保护部分............................................................... 15 更改订购指南 ................................................................................ 16 2008年10月—版本0：初始版 Rev. F | Page 2 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 技术规格 电气规格 除非另有说明，V SY CM SY = ±1.5AV，VCM = 0.0 V，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 最小值 典型值 最大值 单位 ADA4091-4 LFCSP封装 −40°C ≤ TA ≤ +125°C −250 −400 −600 −40 −40 +250 +400 +600 µV µV µV µV/°C nA nA nA nA nA nA V dB dB dB dB dB dB VOS ∆VOS/∆T IB −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输入失调电流 IOS −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输入电压范围 共模抑制比 CMRR 大信号电压增益 AVO 输出特性 高输出电压 低输出电压 短路电流限值 开环阻抗 电源 电源抑制比 电源电流(每个放大器) 动态性能 压摆率 建立时间 增益带宽积 相位裕量 噪声性能 电压噪声 电压噪声密度 VOH VOL ISC ZOUT PSRR ISY VCM= -1.35 V至+1.35 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ，VO = -1.2 V至+1.2 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ，VO = -1.2 V至+1.2 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C −55 −55 −275 −3 −5 −75 −1.5 84 78 106 101 92 85 RL = 100 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ到地 −40°C至+125°C RL = 100 kΩ到地 −40°C至+125°C RL = 10 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 源电流/吸电流 f = 1 MHz, AV = 1 1.490 1.490 1.475 1.455 VSY = 2.7 V至36 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IO = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 108 100 2.5 −44 0.5 +55 +275 +3 +5 +75 +1.5 100 113 94 1.495 1.485 −1.499 −1.495 −1.495 −1.495 −1.490 −1.490 ±31 102 126 165 200 300 V V V V V V V V mA Ω dB dB µA µA SR tS GBP ΦM RL = 100 kΩ, CL = 30 pF 至0.01% 0.46 22 1.22 69 V/µs µs MHz 度 en p-p en 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz 0.8 24 µV p-p nV/√Hz Rev. F | Page 3 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 除非另有说明，VSY = ±5.0 V，VCM = 0.0 V，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 最小值 典型值 最大值 单位 ADA4091-4 LFCSP封装 −40°C ≤ TA ≤ +125°C −250 −400 −600 −45 −40 +250 +400 +600 µV µV µV µV/°C nA nA nA nA nA nA V dB dB dB dB dB dB VOS ∆VOS/∆T IB −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输入失调电流 IOS −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输入电压范围 共模抑制比 CMRR 大信号电压增益 AVO 输出特性 高输出电压 低输出电压 短路电流限值 开环阻抗 电源 电源抑制比 电源电流(每个放大器) 动态性能 压摆率 建立时间 增益带宽积 相位裕量 噪声性能 电压噪声 电压噪声密度 VOH VOL ISC ZOUT PSRR ISY VCM= -4.85 V至+4.85 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ, VO = ±4.7 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ, VO = ±4.7 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C −60 −80 −350 −3 −7 −100 −5 95 88 113 106 98 90 RL = 100 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 源电流/吸电流 f = 1 MHz, AV = 1 4.980 4.980 4.950 4.900 VSY = 2.7 V至36 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IO = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 108 100 2.5 −50 0.5 +80 +350 +3 +7 +100 +5 113 117 100 4.990 4.960 −4.998 −4.990 −4.990 −4.980 −4.980 −4.975 ±20 77 126 180 225 300 V V V V V V V V mA Ω dB dB µA µA SR tS GBP ΦM RL = 100 kΩ, CL = 30 pF 至0.01% 0.46 22 1.22 70 V/µs µs MHz 度 en p-p en 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz 0.8 24 µV p-p nV/√Hz Rev. F | Page 4 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 除非另有说明，VSY = ±15.0 V，VCM = 0.0 V，VO = 0.0 V，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 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 ADA4091-4 LFCSP封装 −40°C ≤ TA ≤ +125°C −250 −400 −600 −35 −40 +250 +400 +600 µV µV µV µV/°C nA nA nA nA nA nA V dB dB dB dB dB dB VOS ∆VOS/∆T IB −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输入失调电流 IOS −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输入电压范围 共模抑制比 CMRR 大信号电压增益 AVO 输出特性 高输出电压 低输出电压 短路电流限值 开环阻抗 电源 电源抑制比 电源电流(每个放大器) 动态性能 压摆率 建立时间 增益带宽积 相位裕量 通道隔离 噪声性能 电压噪声 电压噪声密度 VOH VOL ISC ZOUT PSRR ISY VCM= -14.85 V至+14.85 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ, VO = ±14.7 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ, VO = ±14.7 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C −60 −80 −510 −3 −10 −140 −15 104 95 116 108 102 93 RL = 100 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ到地 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 源电流/吸电流 f = 1 MHz, AV = 1 14.975 14.950 14.900 14.800 VSY = 2.7 V至36 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IO = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 108 100 SR tS GBP ΦM CS RL = 100 kΩ, CL = 30 pF 至0.01% en p-p en 3.0 −50 0.5 +80 +510 +3 +10 +140 +15 121 119 104 14.980 14.920 −14.996 −14.975 −14.990 −14.985 −14.950 −14.940 ±20 71 126 200 250 350 V V V V V V V V mA Ω dB dB µA µA f = 1 kHz 0.46 22 1.27 72 100 V/µs µs MHz 度 dB 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz 0.8 25 µV p-p nV/√Hz Rev. F | Page 5 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 绝对最大额定值 热阻 表5. 参数 电源电压 输入电压 差分输入电压1 输入电流 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 θJA针对零气流时焊接在4层JEDEC标准PCB上的器件而规 额定值 36 V 请参看 “输入过压保护” 部分 ±VSY ±5 mA 不定 −65°C至+150°C −40°C至+125°C −65°C至+150°C 300°C 定。底部焊盘焊接到应用电路板。 表6. 热阻 封装类型 8引脚SOIC-N (R-8) 14引脚TSSOP (RU-14) 8引脚LFCSP (CP-8-9) 16引脚LFCSP (CP-16-17) θJA 155 112 75 55 θJC 45 35 12 14 单位 °C/W °C/W °C/W °C/W ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 输入电流应限制在±5 mA。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 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. F | Page 6 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 典型性能参数 图5. 输入失调电压分布图 图8. 压差与负载电流的关系 图6. TCVOS 的分配 图9. 开环增益和相位与频率的关系 图7. 输入偏置电流与共模电压的关系 图10. 闭环增益与频率的关系 Rev. F | Page 7 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 3.0 1k 2.5 VOUT SWING (V) 100 10 AV = 10 2.0 1.5 1.0 AV = 1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 0 100 07671-013 0.1 ADA4091-2 VSY = ±1.5V VIN = 2.8V p-p RL = 100kΩ 0.5 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±1.5V 1k 图11. 输出阻抗与频率的关系 1.6 1.5 1.4 OUTPUT VOLTAGE (V) 0 ADA4091-2 VSY = ±1.5V TA = 25°C RL = 100kΩ CL = 100pF AV = +1 –0.5 –1.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 –1.5 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±1.5V 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 TIME (µs) –0.2 07671-025 –2.0 0 10 20 图12. 大信号瞬态响应 30 40 50 TIME (µs) 60 70 80 90 07671-051 VOUT (V) 0.5 图15. 正过载恢复时间 0.06 0 0.04 –0.2 –0.4 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.02 0 ADA4091-2 VSY = ±1.5V TA = 25°C RL = 100kΩ CL = 100pF AV = +1 –0.6 –0.8 –1.0 –1.2 –0.06 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±1.5V –1.4 –0.08 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TIME (µs) 07671-028 VOUT (V) 1M 1.2 1.0 –0.04 100k 图14. 输出摆幅与频率的关系 2.0 –0.02 10k FREQUENCY (Hz) 07671-036 1 –1.6 0 10 20 30 40 50 60 TIME (µs) 图16. 负过载恢复时间 图13. 小信号瞬态响应 Rev. F | Page 8 of 20 70 80 90 07671-045 ZOUT (Ω) AV = 100 ADA4091-2/ADA4091-4 225 200 0.04 175 0.02 150 125 VOUT (V) 100 75 ADA4091-2 VSY = ±5V TA = 25°C RL = 100kΩ CL = 100pF AV = +1 0 –0.02 –0.04 50 –250 –200 –150 –100 –50 0 50 100 150 200 250 VOS (µV) –0.08 07671-037 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TIME (µs) 图17. 输入失调电压分布图 400 500 400 300 200 150 200 +125°C 100 +85°C 0 100 –100 50 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TCVOS (µV/°C) –200 07671-038 0 ADA4091-2 VSY = ±5V 300 250 IB (nA) NUMBER OF AMPLIFIERS 图20. 小信号瞬态响应 ADA4091-2 –40°C ≤ TA ≤ +125°C VSY = ±5V 350 07671-029 –0.06 25 +25°C –40°C –5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 VCM (V) 图18. TCVOS 的分配 07671-032 NUMBER OF AMPLIFIERS 0.06 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±5V 图21. 输入偏置电流与共模电压的关系 100 100 6 0 ADA4091-2 VSY = ±5V TA = 25°C RL = 100kΩ CL = 100pF AV = +1 –2 –6 0 5 10 15 20 25 30 35 TIME (µs) 40 45 50 80 60 60 GAIN 40 40 20 20 0 ADA4091-2 VSY = ±5V RL = 1MΩ CL = 35pF –20 1k 10k –4 07671-026 VOUT (V) 2 80 0 100k 1M FREQUENCY (Hz) 图19. 大信号瞬态响应 图22. 开环增益和相位与频率的关系 Rev. F | Page 9 of 20 –20 10M 07671-005 OPEN-LOOP GAIN (dB) 4 PHASE (Degrees) PHASE ADA4091-2/ADA4091-4 50 1k AV = 100 40 CLOSED-LOOP GAIN (dB) AV = 100 10 AV = 10 1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 07671-012 0.1 AV = 10 20 10 AV = 1 0 ADA4091-2 –10 VSY = ±5V RL = 1MΩ CL = 35pF –20 10 100 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±5V AV = 1 30 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 07671-009 ZOUT (Ω) 100 图26. 闭环增益与频率的关系 图23. 输出阻抗与频率的关系 10 6 9 5 OUTPUT VOLTAGE (V) VOUT SWING (V) 7 6 5 4 3 1 ADA4091-2 VSY = ±5V VIN = 9.8V p-p RL = 100kΩ 0 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 3 2 1 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±5V 0 0 10 20 07671-015 2 4 30 40 50 TIME (µs) 60 70 80 90 07671-046 8 图27. 正过载恢复时间 图24. 输出电压摆幅与频率的关系 1 10,000 0 100 VOL – VSS 10 1 0.1 0.001 –1 –2 –3 –4 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±5V –5 ADA4091-2 VSY = ±5V 0.01 0.1 1 LOAD CURRENT (mA) 10 100 –6 0 10 20 30 40 50 TIME (µs) 图28. 负过载恢复时间 图25. 压差与负载电流的关系 Rev. F | Page 10 of 20 60 70 80 07671-047 OUTPUT VOLTAGE (V) VDD – VOH 07671-018 VOUT TO RAIL (mV) 1000 ADA4091-2/ADA4091-4 250 100 80 60 60 0 0 50 100 150 200 250 VOS (µV) 20 ADA4091-2 VSY = ±15V RL = 1MΩ CL = 35pF –20 1k 07671-041 –250 –200 –150 –100 –50 0 10k 100k –20 10M 1M FREQUENCY (Hz) 图32. 开环增益和相位与频率的关系 图29. 输入失调电压分布图 350 20 ADA4091-2 –40°C ≤TA ≤+125°C VSY = ±15V 300 15 10 250 5 200 VOUT (V) 150 ADA4091-2 VSY = ±15V TA = 25°C RL = 100kΩ CL = 100pF AV = +1 0 –5 100 –10 50 –15 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TCVOS (µV/°C) –20 –25 07671-042 0 25 50 75 100 125 150 175 200 TIME (µs) 图30. TCVOS 的分配 图33. 大信号瞬态响应 0.06 700 600 0 07671-027 NUMBER OF AMPLIFIERS 40 20 50 0 GAIN 40 07671-006 OPEN-LOOP GAIN (dB) 150 80 PHASE (Degrees) PHASE 200 NUMBER OF AMPLIFIERS 100 100 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±15V ADA4091-2 VSY = ±15V 0.04 500 0.02 400 +125°C VOUT (V) 200 +85°C 100 0 –0.02 +25°C 0 ADA4091-2 VSY = ±15V TA = 25°C RL = 100kΩ CL = 100pF AV = +1 –0.04 –100 –40°C –0.06 –300 –15 –10 –5 0 5 10 VCM (V) 15 图31. 输入偏置电流与共模电压的关系 –0.08 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TIME (µs) 图34. 小信号瞬态响应 Rev. F | Page 11 of 20 07671-030 –200 07671-031 IB (nA) 300 ADA4091-2/ADA4091-4 50 30 40 VOUT SWING (V) 25 20 15 10 0 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 30 AV = 10 20 10 AV = 1 0 –10 ADA4091-2 –20 VSY = ±15V RL = 1MΩ CL = 35pF –30 10 100 07671-016 5 ADA4091-2 VSY = ±15V VIN = 29.8V p-p RL = 100kΩ AV = 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 图35. 输出电压摆幅与频率的关系 07671-008 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 35 图38. 闭环增益与频率的关系 10,000 16 14 12 OUTPUT VOLTAGE (V) VDD – VOH 100 VOL – VSS 10 8 6 4 2 1 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±15V 0 ADA4091-2 VSY = ±15V –2 07671-019 0.1 0.001 10 0 10 图36. 压差与负载电流的关系 20 30 40 50 TIME (µs) 60 70 80 90 07671-048 VOUT TO RAIL (mV) 1000 图39. 正过载恢复时间 1k 2 0 –2 AV = 100 AV = 10 –6 –8 –10 –12 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±15V AV = 1 0.1 10 –4 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±15V –14 –16 0 10 20 30 40 50 TIME (µs) 图40. 负过载恢复时间 图37. 输出阻抗与频率的关系 Rev. F | Page 12 of 20 60 70 80 07671-049 1 OUTPUT VOLTAGE (V) 10 07671-011 ZOUT (Ω) 100 ADA4091-2/ADA4091-4 100 0.5 ADA4091-2 VSY = ±1.5V, ±5V, ±15V 0.4 80 0.3 60 0.1 PSRR (dB) 0 –0.1 20 –0.2 –0.3 ADA4091-2 VSY = ±15V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TIME (Seconds) –20 100 07671-043 0 1k 10M ADA4091-2 450 TA = 25°C 400 –80 350 –90 ISY (µA) CHANNEL SEPARATION (dB) 1M 500 ADA4091-2 VSY = ±15V –70 100k 图44. PSRR与频率的关系 图41. 峰峰值电压噪声 –60 10k FREQUENCY (Hz) 07671-003 0 –0.4 –0.5 PSRR+ PSRR– 40 –100 300 250 200 150 –110 100 –120 100 10 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 0 07671-044 –130 50 0 5 100 20 25 30 35 图45. 电源电流与电源电压的关系 1k ADA4091-2 VSY = ±5V, ±15V 15 VSY (V) 图42. 通道隔离与频率的关系 110 10 07671-004 NOISE (µV p-p) 0.2 90 VSY = ±1.5V 60 50 40 30 20 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 图43. CMRR与频率的关系 10 0.01 0.1 1 10 FREQUENCY (Hz) 图46. 电压噪声密度 Rev. F | Page 13 of 20 100 1k 07671-050 0 100 100 ADA4091-2 TA = 25°C VSY = ±5V 10 07671-002 CMRR (dB) 70 VOLTAGE NOISE (nV/ Hz) 80 ADA4091-2/ADA4091-4 工作原理 ADA4091系列是一款单电源、微功耗放大器，具有轨到轨 的程度，Q3将尾电流导离PNP输入级，将其关闭。PNP对 输入与输出特性。为了实现较宽的输入和输出范围，这些 的尾电流被导向Q4/Q7电流镜，以激活NPN输入级。 放大器采用了独特的输入和输出级。 双极性放大器用来保护输入晶体管，使其不受大差分电压 影响的常见做法是采用串联电阻和差分二极管。对于整个 输入级 输入保护电路，请参看图48。每当差分电压超过约0.6 在图47中，输入级由两个差分对构成，一个是PNP对(PNP V 时，这些二极管都会接通。在这种条件下，电流在输入引 输入级)，一个是NPN级(NPN输入级)。这些输入级不以并 脚之间流动，仅受两个5 kΩ电阻限制。请对各种应用进行 联方式工作。相反，在任何给定的输入共模信号电平下， 仔细评估，确保电流的增加不会对性能造成影响。 只有一个级开启。PNP级(晶体管Q1和Q2)用以确保当输入 输出级 电压接近并达到负电轨时，放大器保持在线性区域之内。 另外，NPN级(晶体管Q5和Q6)用于最高为正电轨(含)的输 就如多数输出级一样，ADA4091-x器件中的输出级采用一 入电压。 个PNP和一个NPN晶体管。然而，输出晶体管Q32和Q33 对于输入共模范围的主要部分，PNP级处于活动状态，如 与其集电极连接至输出引脚，以实现轨到轨输出摆幅。 图7、21和31所示。请注意，在低于正电轨约1.5 V时，偏 当输出电压接近正电轨或负电轨时，这些晶体管开始饱 置电流将改变方向。当电压低于该值时，偏置电流从PNP 和。因此，输出级上的最终限值为这些晶体管的饱和电 输入级流出ADA4091-x输入端。但当其大于该电压值时， 压，约为50 mV。输出级本身因晶体管输出阻抗及任何外 偏置电流会从NPN级进入器件。放大器中，在输入级之间 部负载阻抗而具有一定的增益；结果，运算放大器的开环 切换的实际器件为晶体管Q3、Q4和Q7。随着输入共模电 增益取决于负载电阻，当输出电压接近正电轨和负电轨两 压的增加，Q1和Q2的发射极会跟随该电压升高，同时加 者之一时会降低。 上二极管压降。最后，Q1和Q2的发射极高至可以开启Q3 –IN Q32 Q3 Q16 Q5 Q6 Q1 Q2 Q8 Q10 Q12 Q14 Q17 OUT Q9 Q11 Q13 Q15 Q18 Q4 Q7 Q19 Q33 07671-024 +IN 图47. 不带输入保护的简化原理图(输入保护见图48) Rev. F | Page 14 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 输入过压保护 ADA4091-x有两个不同的ESD电路，用于增强保护功能， 对于最差条件设计分析，可考虑两种情况。从内部运算放 如图48所示。 大器输入端到供电轨，ADA4091-x采用正常的ESD结构。 另外，从外部输入端到供电轨，则采用42 V DIAC，如图 47所示。 因此，为了确定哪种情况属于限制因素，需要考虑两个条 件。 +V D3 R1 D7 R2 D8 条件1。举例来说，考虑当工作电压为±15 V时，输入 可能超过负供电轨+42 V。当−V引脚等于−15 V时， D1 比供电轨(负电轨)高+42 V相当于+27 V。 D2 D5 D6 • • D4 条件2。通过一个5 kΩ的电阻将从ESD结构到正电轨的 输入电流限制为5 mA。在条件1下，+27 V的电压通过 5 kΩ电阻，电压变为+15 V，结果产生的电流为2.4 mA。 –V 因此，DIAC是限制因素。如果ADA4091-x电源电压 变成±5 V，则−5 V + 42 V = +37 V，但+5 V + (5 kΩ × 07671-023 5 mA) = 30 V。因此，当运行于低电源电压时，正常 电阻二极管结构是限制因素。 图48.完整的输入保护网络 可以通过外部方式与各输入串联添加电阻，以保护器件免 其中一个电路是一个5 kΩ的串联电阻，连接至内部输入端 受更高峰值电压影响；但必须考虑电阻由此增加的热噪 和从内部输入端到供电轨的二极管(D1和D2；D5和D6)。 声。 另一个保护电路为连接至供电轨的两个DIAC (D3和D4； D7和D8)。DIAC可以看作是带传递特性的双向齐纳二极 管，如图49所示。 ADA4091-x的平带电压噪声约为24 nV/√Hz，5 kΩ电阻的 噪声为9 nV/√Hz。增加一个5 kΩ电阻会使总噪声增加不到 15%和方根(rss)。因此，在总噪声性能极其重要的情况 5 下，应使电阻值低于该值(5 kΩ)。 4 请注意，这仅代表异常条件下的输入保护。正确的放大器 工作输入电压范围(IVR)见表2、表3和表4。 2 1 0 –1 –2 –3 –50 –40 –30 –20 –10 0 10 VOLTAGE (V) 20 30 40 50 07671-100 CURRENT (mA) 3 图49. DIAC传递特性 Rev. F | Page 15 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 外形尺寸 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890) 8 4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497) 1 5 4 1.27 (0.0500) BSC 0.25 (0.0098) 0.10 (0.0040) 6.20 (0.2441) 5.80 (0.2284) 1.75 (0.0688) 1.35 (0.0532) 0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122) COPLANARITY 0.10 SEATING PLANE 0.50 (0.0196) 0.25 (0.0099) 45° 8° 0° 0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067) 1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157) 012407-A COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA 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. 图50. 8引脚标准小型封装[SOIC_N] 窄体 (R-8) 图示尺寸单位：mm和(inch) 0.60 MAX 5 2.95 2.75 SQ 2.55 PIN 1 INDICATOR 8 EXPOSED PAD 4 0.50 0.40 0.30 TOP VIEW 0.90 MAX 0.85 NOM SEATING PLANE 12° MAX 0.70 MAX 0.65 TYP 0.05 MAX 0.01 NOM 0.30 0.23 0.18 0.50 BSC 0.60 MAX 0.20 REF 1.60 1.50 1.40 1 BOTTOM VIEW 2.23 2.13 2.03 PIN 1 INDICATOR FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 图51. 8引脚LFCSP_VD封装[引脚架构芯片级] 3 mm × 3 mm，超薄体，双列引脚 (CP-8-9) 尺寸单位：mm Rev. F | Page 16 of 20 051909-A 3.25 3.00 SQ 2.75 ADA4091-2/ADA4091-4 5.10 5.00 4.90 14 8 4.50 4.40 4.30 6.40 BSC 1 7 PIN 1 0.65 BSC 1.20 MAX 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 0.20 0.09 SEATING PLANE 0.30 0.19 0.75 0.60 0.45 8° 0° 061908-A 1.05 1.00 0.80 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1 图52. 14引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] (RU-14) 图示尺寸单位：mm PIN 1 INDIC ATOR 4.10 4.00 SQ 3.90 0.35 0.30 0.25 0.65 BSC 16 13 PIN 1 INDIC ATOR 12 EXPOSED PAD 1 4 2.70 2.60 SQ 2.50 9 0.80 0.75 0.70 S EATING PLANE 0.45 0.40 0.35 5 8 BOTTOM VIEW 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGC. 图53. 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ] 4 mm × 4 mm，超薄体 (CP-16-17) 图示尺寸单位：mm Rev. F | Page 17 of 20 0.25 MIN 012909-B TOP VIEW ADA4091-2/ADA4091-4 订购指南 型号 1 ADA4091-2ARZ ADA4091-2ARZ-R7 ADA4091-2ARZ-RL ADA4091-2ACPZ-R2 ADA4091-2ACPZ-R7 ADA4091-2ACPZ-RL ADA4091-4ARUZ ADA4091-4ARUZ-RL ADA4091-4ACPZ-R2 ADA4091-4ACPZ-R7 ADA4091-4ACPZ-RL 1 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 −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引脚标准小型封装(SOIC_N) 8引脚标准小型封装(SOIC_N) 8引脚标准小型封装(SOIC_N) 8引脚架构芯片级封装 (LFCSP_VD) 8引脚架构芯片级封装 (LFCSP_VD) 8引脚架构芯片级封装 (LFCSP_VD) 14引脚超薄紧缩小型封装(TSSOP) 14引脚超薄紧缩小型封装(TSSOP) 16引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) 16引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) 16引脚架构芯片级封装(LFCSP_WQ) Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. F | Page 18 of 20 封装选项 R-8 R-8 R-8 CP-8-9 CP-8-9 CP-8-9 RU-14 RU-14 CP-16-17 CP-16-17 CP-16-17 标识 A1Z A1Z A1Z ADA4091-2/ADA4091-4 注释 Rev. F | Page 19 of 20 ADA4091-2/ADA4091-4 注释 ©2008–2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D07671sc-0-10/10(F) Rev. F | Page 20 of 20