中文数据手册

微功耗RRIO运算放大器
ADA4092-4
产品特性
14
OUTD
–INA
2
13
–IND
+INA
3
ADA4092-4
12
+IND
+V
4
TOP VIEW
(Not to Scale)
11
–V
+INB 5
10
+INC
–INB
6
9
–INC
OUTB
7
8
OUTC
OUTA 1
08803-001
引脚配置
单电源供电：3 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：1.4 MHz
高相位余量： 69°
压摆率：0.4 V/μs
低失调电压：1.50 mV(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. 14引脚TSSOP (RU-14)
应用
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
概述
ADA4092-4是一款微功耗、单电源、1.4 MHz带宽的放大器，
具有轨到轨输入与输出特性。该器件保证可采用+3 V至+30 V
单电源供电以及±1.5 V至±15 V双电源供电。
ADA4092-4系列的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工
业温度范围。ADA4092-4属于ADI公司不断扩展的30 V、低
功耗运算放大器系列(见表1)。
ADA4092-4具有独特的输入级，输入电压可以安全地超过任一
电源电压，而不会发生反相或闩锁；这称为过压保护(OVP)。
ADA4092-4采用14引脚TSSOP表贴封装。
具体应用包括便携式电信设备、电源控制与保护，以及具有
宽输出范围的传感器接口。要求采用轨到轨输入放大器的
传感器包括霍尔效应传感器、压电传感器和阻性传感器。
利用轨到轨输入和输出摆幅，举例而言，设计人员可以在
单电源系统中构建多级滤波器，并保持高信噪比(SNR)。
表1. 低功耗30 V运算放大器
系列
单通道
双通道
四通道
轨到轨I/O
RRIO精度
PJFET
ADA4092-4
ADA4091-2
ADA4091-4
AD8682
AD8684
低噪声
OP1177
OP2177
OP4177
Rev. B
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的最新英文版数据手册。
ADA4092-4
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
电气规格.....................................................................................3
绝对最大额定值.............................................................................6
热阻 .............................................................................................6
ESD警告......................................................................................6
典型性能参数 .................................................................................7
工作原理 ........................................................................................15
输入级 .......................................................................................15
输出级 .......................................................................................15
输入过压保护 ..........................................................................16
比较器操作 ..............................................................................16
外形尺寸 ........................................................................................17
订购指南...................................................................................17
修订历史
2011年6月—修订版A至修订版B
更改单电源工作电压范围 ...........................................................1
2010年5月—修订版0至修订版A
更改数据手册标题、概述和表1 ................................................1
2010年4月—修订版0：初始版
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ADA4092-4
技术规格
电气规格
除非另有说明，VSY = ±1.5 V，VCM = 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
−1.5
−2.5
+0.2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
+1.5
+2.5
mV
mV
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
IVR
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
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
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 = −1.5 V至+1.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ, VO = −1.2 V to +1.2 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, VO = −1.2 V to +1.2 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
−60
−60
−275
−4
−5
−75
−1.5
70
68
106
101
92
85
RL= 100 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ至GND
−40°C to +125°C
RL= 100 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
源电流/吸电流
f = 1 MHz, AV = +1
1.485
1.480
1.470
1.455
VSY = 2.7 V至36 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
98
90
3
−45
+1
+60
+275
+4
+5
+75
+1.5
85
113
94
1.495
1.480
−1.497
−1.495
−1.490
−1.480
−1.485
−1.475
±30
130
112
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%
0.4
25
1.2
66
V/µs
µs
MHz
度
en p-p
en
0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
0.8
30
µV p-p
nV/√Hz
Rev. B | Page 3 of 20
ADA4092-4
除非另有说明，VSY = ±5.0 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
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
−1.5
−2.5
+0.2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
+1.5
+2.5
mV
mV
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
IVR
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
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
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 = −5.0 V至+ 5.0 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
−4
−7
−100
−5
82
78
113
106
98
90
RL = 100 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
源电流/吸电流
f = 1 MHz, AV = +1
4.980
4.975
4.945
4.900
VSY = 2.7 V至36 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
98
90
3
−53
+1
+80
+350
+4
+7
+100
+5
95
117
100
4.990
4.960
−4.997
−4.990
−4.990
−4.980
−4.980
−4.975
±20
90
112
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%
0.4
25
1.3
67
V/µs
µs
MHz
度
en p-p
en
0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
0.8
30
µV p-p
nV/√Hz
Rev. B | Page 4 of 20
ADA4092-4
除非另有说明，VSY = ±15.0 V，VCM = 0 V，VO = 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
−1.5
−2.5
+0.2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
+1.5
+2.5
mV
mV
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
IVR
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
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
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 = −15.0 V至+1 5.0 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
−500
−4
−10
−140
−15
90
87
116
108
102
93
RL = 100 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ至GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
源电流/吸电流
f = 1 MHz, AV = +1
14.970
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
98
90
SR
tS
GBP
ΦM
CS
RL = 100 kΩ, CL = 30 pF
至0.01%
en p-p
en
3
−50
+1
+80
+500
+4
+10
+140
+15
103
118
104
14.980
14.915
−14.985
−14.970
−14.980
−14.965
−14.950
−14.940
±20
68
112
200
250
350
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
f = 1 kHz
0.4
25
1.4
69
100
V/µs
µs
MHz
度
dB
0.1 Hz至10 Hz
f = 1 kHz
0.8
30
µV p-p
nV/√Hz
Rev. B | Page 5 of 20
ADA4092-4
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
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)
θJA针对焊接在零气流4层JEDEC标准印刷电路板(PCB)上的
器件而规定。
额定值
36 V
参照输入
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
表6. 热阻
封装类型
14引脚TSSOP (RU-14)
θJA
112
θJC
35
单位
°C/W
ESD警告
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。
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。
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ADA4092-4
典型性能参数
180
40
NUMBER OF AMPLIFIERS
120
100
80
60
40
30
25
20
15
10
1200
OFFSET VOLTAGE (µV)
–2
–1
0
08803-002
800
1000
600
400
200
0
–200
–400
–600
0
–800
0
–1000
5
–1200
20
180
6
7
8
6
7
8
6
7
8
70
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
160
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
60
NUMBER OF AMPLIFIERS
140
120
100
80
60
40
50
40
30
20
10
20
0
1200
OFFSET VOLTAGE (µV)
08803-003
800
1000
600
400
200
0
–200
–400
–600
–800
–1000
–1200
0
–2
–1
0
1
2
3
4
5
TCVOS (μV/°C)
08803-006
NUMBER OF PARTS
2
3
4
5
TCVOS (μV/°C)
图5. TCVOS 的分配，3 V
图2. 输入失调电压分布图，3 V
图6. TCVOS 的分配，10 V
图3. 输入失调电压分布图，10 V
70
180
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
160
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
60
NUMBER OF AMPLIFIERS
140
120
100
80
60
40
50
40
30
20
10
20
1200
800
08803-004
OFFSET VOLTAGE (µV)
1000
600
400
200
0
–200
–400
–600
–800
–1000
0
–1200
NUMBER OF PARTS
1
–2
–1
0
1
2
3
4
5
TCVOS (μV/°C)
图7. TCVOS 的分配，30 V
图4. 输入失调电压分布图，30 V
Rev. B | Page 7 of 20
08803-007
NUMBER OF PARTS
140
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
35
08803-005
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
160
ADA4092-4
60
600
500
40
20
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
300
IB (nA)
VOS (µV)
400
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
T = 25°C
IOS
IB–
0
200
–20
100
–1.0
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
VCM (V)
–40
–1.5
08803-008
0
–1.5
–1.0
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
VCM (V)
08803-011
IB+
图11. 输入偏置电流与共模电压的关系，3 V
图8. 输入失调电压与共模电压的关系，3 V
600
60
500
ADA4092-4
VSY = ±5V
T = 25°C
40
20
IB (nA)
300
0
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
200
IB–
–20
100
–4
–3
–2
–1
0
1
VCM (V)
2
3
4
5
–40
–5
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
5
VCM (V)
图12. 输入偏置电流与共模电压的关系，10 V
图9. 输入失调电压与共模电压的关系，10 V
60
600
500
40
400
20
IB (nA)
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
300
ADA4092-4
VSY = ±15V
T = 25°C
IOS
IB–
0
200
0
–15
IB+
–20
100
–10
–5
0
5
10
VCM (V)
15
–40
–15
08803-010
VOS (µV)
–4
08803-012
IB+
08803-009
0
–5
IOS
–10
–05
0
5
10
VCM (V)
图10. 输入失调电压与共模电压的关系，30 V
图13. 输入偏置电流与共模电压的关系，30 V
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15
08803-013
VOS (µV)
400
ADA4092-4
120
10k
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
100
VDD – VOH
VOL – VSS
10
60
40
GAIN
20
0
–20
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
–40
–60
0.01
0.1
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
–80
08803-014
1k
100
VDD – VOH
VOL – VSS
10
PHASE
80
60
40
GAIN
20
0
–20
–40
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
–60
–80
0.1
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
08803-015
0.01
–100
1k
10k
100k
1M
10M
08803-018
GAIN (dB) AND PHASE (Degrees)
100
1k
VOUT TO RAIL (mV)
10M
120
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
10M
FREQUENCY (Hz)
图15. 压差与负载电流的关系，10 V
图18. 开环增益和相位与频率的关系，10 V
140
10k
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
GAIN (dB) AND PHASE (Degrees)
120
1k
100
VDD – VOH
VOL – VSS
10
100
PHASE
80
60
40
GAIN
20
0
–20
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
–40
–60
0.01
0.1
1
10
LOAD CURRENT (mA)
100
–80
08803-016
VOUT TO RAIL (mV)
1M
图17. 开环增益和相位与频率的关系，3 V
10k
1
0.001
100k
FREQUENCY (Hz)
图14. 压差与负载电流的关系，3 V
1
0.001
10k
08803-019
1
0.001
08803-017
100
PHASE
80
GAIN (dB) AND PHASE (Degrees)
VOUT TO RAIL (mV)
1k
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图16. 压差与负载电流的关系，30 V
图19. 开环增益和相位与频率的关系，30 V
Rev. B | Page 9 of 20
ADA4092-4
50
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
100
30
GAIN = +10
20
ZOUT (Ω)
10
AV = +100
10
AV = +10
GAIN = +1
0
1
AV = +1
–10
0.1
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
08803-020
–20
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
08803-023
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
1k
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
GAIN = +100
40
图23. 闭环输出阻抗与频率的关系，3 V
图20. 闭环增益与频率的关系，3 V
50
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
100
30
GAIN = +10
20
ZOUT (Ω)
10
AV = +100
10
AV = +10
GAIN = +1
0
1
0.1
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
08803-021
–20
10
10k
100k
1M
10M
10M
图24. 闭环输出阻抗与频率的关系，10 V
50
1k
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
GAIN = +100
40
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
100
30
GAIN = +10
ZOUT (Ω)
20
10
AV = +100
10
AV = +10
GAIN = +1
0
1
AV = +1
–10
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
08803-022
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
1k
FREQUENCY (Hz)
图21. 闭环增益与频率的关系，10 V
–20
100
08803-024
AV = +1
–10
08803-025
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
1k
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
GAIN = +100
40
图22. 闭环增益与频率的关系，30 V
0.1
10
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图25. 输出阻抗与频率的关系，30 V
Rev. B | Page 10 of 20
ADA4092-4
90
120
80
100
70
80
PSRR+
PSRR (dB)
50
40
20
20
0
10
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–20
100
08803-026
0
100
PSRR–
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
1k
10k
100k
1M
10M
08803-029
30
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
10M
08803-030
40
60
10M
08803-031
CMRR (dB)
60
FREQUENCY (Hz)
图29. PSRR与频率的关系，3 V
图26. CMRR与频率的关系，3 V
120
100
90
100
80
80
60
PSRR (dB)
CMRR (dB)
70
50
40
30
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
40
PSRR–
20
20
0
10
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–20
100
08803-027
0
100
PSRR+
60
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图30. PSRR与频率的关系，10 V
图27. CMRR与频率的关系，10 V
120
100
90
100
80
80
PSRR (dB)
60
50
40
30
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
20
60
0
1k
PSRR–
40
10
0
100
PSRR+
20
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
08803-028
CMRR (dB)
70
–20
100
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
图31. PSRR与频率的关系，30 V
图28. CMRR与频率的关系，30 V
Rev. B | Page 11 of 20
ADA4092-4
2.0
0.06
1.5
0.04
1.0
0.02
–1.0
–0.04
–1.5
0
20
10
40
30
50
60
70
80
TIME (µs)
–0.06
08803-032
–2.0
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.02
0
2
4
4
0.04
2
0.02
VOUT (V)
VOUT (V)
0.06
0
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
60
100
80
120
140
160
TIME (µs)
–0.06
08803-033
40
14
16
18
16
18
16
18
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.04
20
12
0
–0.02
–4
0
10
图35. 小信号瞬态响应，3 V
6
–6
8
TIME (µs)
图32. 大信号瞬态响应，3 V
–2
6
08803-035
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.5
0
08803-036
0
08803-037
VOUT (V)
VOUT (V)
0.5
0
2
4
6
8
10
12
14
TIME (µs)
图33. 大信号瞬态响应，10 V
图36. 小信号瞬态响应，10 V
2.0
0.06
1.5
0.04
1.0
0.02
VOUT (V)
0
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.5
–1.0
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.04
–1.5
–2.0
0
–0.02
0
40
80
120
TIME (µs)
160
200
08803-034
VOUT (V)
0.5
图34. 大信号瞬态响应，30 V
–0.06
0
2
4
6
8
10
12
14
TIME (µs)
图37. 小信号瞬态响应，30 V
Rev. B | Page 12 of 20
1.4
–0.2
1.2
–0.4
1.0
–0.6
0.8
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
0.6
–0.8
–1.0
0.4
–1.2
0.2
–1.4
0
0
10
20
30
40
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
60
50
70
80
90
TIME (µs)
–1.6
0
10
20
80
90
100
0
5
–1
4
–2
3
VOUT (V)
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
2
–3
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
–4
1
10
20
30
50
40
60
90
70
TIME (µs)
–6
08803-039
0
0
10
30
50
40
60
70
80
90
80
TIME (µs)
图39. 正过载恢复时间，10 V
图42. 负过载恢复时间，10 V
16
0
14
–2
12
–4
10
VOUT (V)
–6
8
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
6
4
–8
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
–10
–12
2
–14
0
10
20
30
40
50
60
70
TIME (µs)
80
90
08803-040
0
–2
20
08803-042
–5
0
08803-043
VOUT (V)
70
图41. 负过载恢复时间，3 V
6
VOUT (V)
60
50
TIME (µs)
图38. 正过载恢复时间，3 V
–1
40
30
08803-041
0
VOUT (V)
1.6
08803-038
VOUT (V)
ADA4092-4
图40. 正过载恢复时间，30 V
–16
0
10
20
30
40
50
60
TIME (µs)
图43. 负过载恢复时间，30 V
Rev. B | Page 13 of 20
70
ADA4092-4
0.5
1000
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
0.4
ADA4092-4
VSY = ±15V
T = 25°C
0.3
en (nV/√Hz)
VOUT (µV)
0.2
0.1
0
100
–0.1
–0.2
1
2
3
4
6
5
7
8
9
10
TIME (µs)
10
0.01
0.10
–50
180
–60
CHANNEL SEPARATION (dB)
160
120
100
80
ADA4092-4
TA = 25°C
40
4
8
12
16
20
24
1000
50k
–70
–80
–90
–100
–110
–120
ADA4092-4
VSY = ±1.5V, ±5V, ±15V
TA = 25°C
–130
20
28
VSUPPLY (V)
32
36
08803-045
ISUPPLY (µA)
140
0
100
图46. 电压噪声密度
200
0
10
FREQUENCY (Hz)
图44. 峰峰值电压噪声
60
1
08803-046
0
08803-044
–0.4
08803-047
–0.3
–140
20
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
图47. 通道隔离与频率的关系
图45. 电源电流与电源电压的关系
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ADA4092-4
工作原理
ADA4092-4是一款单电源、微功耗放大器，具有轨到轨输
入与输出特性。为了实现较宽的输入和输出范围，这些放
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
输入保护电路，请参看图49。每当差分电压超过约0.6 V时，
这些二极管都会接通。在这种条件下，电流在输入引脚之
间流动，仅受两个5 kΩ电阻限制。请对各种应用进行仔细
评估，确保电流的增加不会对性能造成影响。
输入级
在图48中，输入级由两个差分对构成，一个是PNP对(PNP输
入级)，一个是NPN级(NPN输入级)。这些输入级不以并联方
式工作。相反，在任何给定的输入共模信号电平下，只有一
个级开启。PNP级(晶体管Q1和Q2)用以确保当输入电压接近
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)的输入电压。
输出级
就如多数输出级一样，ADA4092-4器件中的输出级采用一
个PNP和一个NPN晶体管。然而，输出晶体管Q32和Q33与
其集电极连接至输出引脚，以实现轨到轨输出摆幅。
当输出电压接近正电轨或负电轨时，这些晶体管开始饱和。
因此，输出级上的最终限值为这些晶体管的饱和电压，约
为50 mV。输出级本身因晶体管输出阻抗及任何外部负载阻
抗而具有一定的增益；结果，运算放大器的开环增益取决
于负载电阻，当输出电压接近正电轨和负电轨两者之一时
会降低。
对于输入共模范围的主要部分，PNP级处于激活状态，如
图8至13所示。请注意，在低于正电轨约1.5 V时，VOS发
生偏移，并且偏置电流将改变方向。当电压低于该值时，
偏置电流从PNP输入级流出ADA4092-4输入端。但当其大
于该电压值时，偏置电流会从NPN级进入器件。放大器中，
在输入级之间切换的实际器件为Q3、Q4和Q7。随着输入
共模电压的增加，Q1和Q2的发射极会跟随该电压升高，
同时加上二极管压降。最后，Q1和Q2的发射极高至可以
开启Q3的程度，Q3将尾电流导离PNP输入级，将其关闭。
PNP对的尾电流被导向Q4/Q7电流镜，以激活NPN输入级，
如图48所示。
–IN
Q32
Q3
Q16
Q5 Q6
Q1 Q2
Q8
Q10
Q12
Q14
Q17
OUT
Q9
Q11
Q13
Q15
Q18
Q4
Q7
Q19
Q33
08803-124
+IN
图48. 不带输入保护的简化原理图(输入保护见图49)
Rev. B | Page 15 of 20
ADA4092-4
输入过压保护
ADA4092-4有两个不同的ESD电路，用于增强保护功能，
如图49所示。
+V
D3 R1
D7 R2
D8
D2
D5
D6
D1
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，比供电轨(负
电轨)高+42 V相当于+27 V。
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。在第一个条件下，+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。因
此，DIAC是限制因素。如果ADA4092-4电源电压变成
±5 V，则−5 V + 42 V = +37 V，但+5 V + (5 kΩ × 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。
D4
可以通过外部方式与各输入串联添加电阻，以保护器件免受
更高峰值电压影响；但必须考虑电阻由此增加的热噪声。
–V
08803-123
ADA4092-4的平带电压噪声约为25 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下，应
使电阻值低于该值(5 kΩ)。
图49.完整的输入保护网络
其中一个电路是一个5 kΩ的串联电阻，连接至内部输入端
和从内部输入端到供电轨的二极管(D1和D2；D5和D6)。
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50所示。
5
4
3
2
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。
比较器操作
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，但不推荐采取这种做法。
对于轨到轨输出运算放大器，输出级通常采用双极性或
MOSFET晶 体 管 比 例 式 电 流 镜 。 由 于 器 件 工 作 在 开 环
状态，第二级增加驱动至比例镜的电流以闭合环路，但未
能成功，导致电源电流增加。由于三个运算放大器以普通
模式工作，第四个以比较器模式工作，因此电源电流增加
约200 μA(见图51)。
1
1000
0
ONE COMPARATOR, VOUT HIGH
900
–1
ONE COMPARATOR, VOUT LOW
800
–2
700
–30
–20
–10
0
10
20
VOLTAGE (V)
30
40
50
ISY (µA)
–40
08803-100
–3
–50
图50. DIAC传递特性
对于最差条件设计分析，可考虑两种情况。从内部运算放大
器输入端到供电轨，ADA4092-4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48所示。
NORMAL OPERATION
600
500
400
300
200
100
0
0
4
8
12
16
20
VSY (V)
24
图51. 比较器电源电流
Rev. B | Page 16 of 20
28
32
36
08803-051
CURRENT (mA)
因此，需要考虑两个条件以确定哪种情况属于限制因素。
ADA4092-4
外形尺寸
5.10
5.00
4.90
14
8
4.50
4.40
4.30
6.40
BSC
1
7
PIN 1
0.65 BSC
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
1.20
MAX
0.30
0.19
0.20
0.09
SEATING
PLANE
8°
0°
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1
0.75
0.60
0.45
061908-A
1.05
1.00
0.80
图52. 14引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
(RU-14)
尺寸单位：mm
订购指南
型号1
ADA4092-4ARUZ
ADA4092-4ARUZ-RL
1
温度范围
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
封装描述
14引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
14引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
Z = 符合RoHS标准的器件。
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封装选项
RU-14
RU-14
ADA4092-4
注释
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ADA4092-4
注释
Rev. B | Page 19 of 20
ADA4092-4
注释
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registered trademarks are the property of their respective owners.
D08803sc-0-6/11(B)
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