18 V、725 μA、4 MHZ、 CMOS轨到轨输入输出运算放大器 ADA4666-2 产品特性 OUT A 1 V+ ADA4666-2 7 OUT B +IN A 3 TOP VIEW (Not to Scale) 6 –IN B 5 +IN B V– 4 图1. 8引脚MSOP封装 OUT A 1 +IN A 3 V– 4 8 V+ 7 OUT B ADA4666-2 6 –IN B TOP VIEW (Not to Scale) 5 +IN B 11366-002 –IN A 2 NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO V– OR LEAVE IT UNCONNECTED. 应用 分流监控器 有源滤波器 便携式医疗设备 缓冲/电平转换 高阻抗传感器接口 电池供电仪器仪表 ADA4666-2在电源电压为3.0 V、10 V和18 V时保证具有额定 性能。该器件是3.3 V、5 V、10 V、12 V和15 V单电源以及 ±2.5 V、±3.3 V和±5 V双电源应用的理想选择。 ADA4666-2的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工业温 度范围，提供8引脚MSOP和8引脚LFCSP (3 mm x 3 mm)封装。 10000 VSY = 18V 1000 100 –40°C +25°C +85°C +125°C 10 1 0.001 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 11382-022 ADA4666-2是一款双通道、轨到轨输入/输出放大器，针对 低功耗、高带宽和宽工作电源电压范围应用进行了优化。 OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV) 图2. 8引脚LFCSP封装 概述 图3. 输出电压(VOH )至供电轨与负载电流的关系 表1. 精密低功耗运算放大器(<1 mA) 电源电压 单 双 四 Rev. 0 8 –IN A 2 11382-001 引脚接线图 高电压(18V)下低功耗：725 μA(最大值) 低失调电压： 2.2 mV(最大值，整个共模范围内) 低输入偏置电流：15 pA(最大值) 增益带宽积：4 MHz(典型值，AV = 100) 单位增益交越：4 MHz(典型值)： −3 dB闭环带宽：2.1 MHz(典型值)： 单电源供电：3 V至18 V 双电源供电：±1.5 V至±9 V 单位增益稳定 5V ADA4505-1 AD8500 ADA4505-2 AD8502 AD8506 AD8546 ADA4505-4 AD8504 AD8508 AD8548 12 V至16 V OP196 30 V OP777 AD8657 OP296 ADA4661-2 ADA4666-2 AD8659 OP496 ADA4096-2 OP727 AD8682 AD8622 ADA4096-4 OP747 AD8684 AD8624 Document Feedback 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 ©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com 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。 ADA4666-2 目录 特性.................................................................................................. 1 应用.................................................................................................. 1 概述.................................................................................................. 1 引脚连接图..................................................................................... 1 修订历史 ......................................................................................... 2 技术规格 ......................................................................................... 3 电气特性——18 V电源供电.................................................. 3 电气特性——10 V电源供电.................................................. 5 电气特性—3.0 V电源供电..................................................... 7 绝对最大额定值............................................................................ 9 热阻 ............................................................................................ 9 ESD警告..................................................................................... 9 引脚配置和功能描述 ................................................................. 10 典型性能参数 .............................................................................. 11 应用信息 ....................................................................................... 22 输入级 ...................................................................................... 22 增益级 ...................................................................................... 23 输出级 ...................................................................................... 23 最大功耗.................................................................................. 23 轨到轨输入和输出 ................................................................ 23 比较器操作 ............................................................................. 24 EMI抑制比 .............................................................................. 25 分流监控器 ............................................................................. 25 有源滤波器 ............................................................................. 25 容性负载驱动 ......................................................................... 26 高阻抗源的噪声考虑因素 ................................................... 28 外形尺寸 ....................................................................................... 29 订购指南.................................................................................. 29 修订历史 2013年7月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 32 ADA4666-2 技术规格 电气特性——18 V电源 除非另有说明，VSY = 18 V，VCM = VSY/2 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 VOS ∆V OS/∆T IB 0.5 VCM = 0 V至18 V VCM = 0 V至18 V；−40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0.6 0.5 −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 输入电阻 差模 共模 输入电容 差模 共模 输出特性 高输出电压 低输出电压 VCM = 0 V至18 V VCM = 0 V至18 V；−40°C ≤ TA ≤ +125°C RL= 100 kΩ，VO= 0.5 V至17.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0 80 77 120 120 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闭环带宽 相位裕量 0.1%建立时间 95 147 mV mV mV V/°C pA pA pA pA pA pA V dB dB dB dB RINDM RINCM >10 >10 GΩ GΩ CINDM CINCM 8.5 3 pF pF 17.97 V V V V mV mV mV mV mA mA Ω VOH VOL RL = 10 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C 17.95 17.94 17.6 17.58 IOUT ISC ZOUT 120 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输出电压降 = 1 V 脉宽 = 10 ms；参阅“最大功耗”部分 f = 100 kHz，AV= 1 电源抑制比(PSRR) VSY = 3.0 V至18 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C ISY IOUT = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C SR GBP UGC f−3 dB ΦM tS RS = 1 kΩ，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 100 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AVO = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AVO = 1 VIN = 1 V步进，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF Rev. 0 | Page 3 of 32 17.79 14 RL = 1 kΩ至VCM 连续输出电流 短路电流 闭环输出阻抗 电源 电源抑制比 2.2 2.2 3.5 3.1 15 100 900 11 30 300 18 25 40 200 300 40 ±220 0.2 120 120 145 630 2 4 4 2.1 60 1.3 725 975 dB dB µA µA V/µs MHz MHz MHz 度 µs ADA4666-2 参数 通道隔离 +INx的EMI抑制比 f = 400 MHz f = 900 MHz f = 1800 MHz f = 2400 MHz 噪声性能 总谐波失真加噪声 带宽 = 80 kHz 带宽 = 500 kHz 峰峰值噪声 电压噪声密度 电流噪声密度 符号 CS EMIRR THD + N en p-p en in 测试条件/注释 VIN = 17.9 V p-p，f = 10 kHz，RL = 10 kΩ VIN = 100 mV峰值(200 mV p-p) AV = 1，VIN = 5.4 V rms (1 kHz) f = 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz f = 10 kHz f = 1 kHz Rev. 0 | Page 4 of 32 最小值 典型值 最大值 单位 80 dB 34 42 50 60 dB dB dB dB 0.0004 0.0008 3 18 14 360 % % µV p-p nV/√Hz nV/√Hz fA/√Hz ADA4666-2 电气特性——10 V电源 除非另有说明，VSY = 10 V，VCM = VSY/2 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 VOS ∆V OS/∆T IB VCM = 0 V至10 V VCM = 0 V至10 V；−40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0.6 0.25 −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 输入电阻 差模 共模 输入电容 差模 共模 输出特性 高输出电压 低输出电压 90 145 mV mV mV V/°C pA pA pA pA pA pA V dB dB dB dB RINDM RINCM >10 >10 GΩ GΩ CINDM CINCM 8.5 3 pF pF 9.98 40 ±220 V V V V mV mV mV mV mA mA 0.2 Ω 145 dB dB µA µA VOH VOL 连续输出电流 短路电流 IOUT ISC 闭环输出阻抗 ZOUT 电源 电源抑制比 PSRR 电源电流(每个放大器) ISY 动态性能 压摆率 增益带宽积 单位增益交越带宽 −3 dB闭环带宽 相位裕量 0.1%建立时间 通道隔离 VCM = 0 V至10 V 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 0 75 72 120 120 2.2 2.2 3.5 3.1 15 80 750 11 30 270 10 SR GBP UGC f−3 dB ΦM tS CS RL = 10 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输出电压降 = 1 V 脉宽 = 10 ms； 参阅“最大功耗”部分 f = 100 kHz，AV= 1 9.96 9.96 9.7 9.7 VSY = 3.0 V至18 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IOUT = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 120 120 RS = 1 kΩ，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 100 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AVO = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AVO = 1 VIN = 1 V步进，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF VIN = 9.9 V p-p，f = 10 kHz，RL = 10 kΩ Rev. 0 | Page 5 of 32 9.88 10 77 620 1.8 4 4 2.1 60 1.3 85 15 30 110 200 725 975 V/µs MHz MHz MHz 度 µs dB ADA4666-2 参数 +INx的EMI抑制比 f = 400 f = 900 MHz f = 1800 MHz f = 2400 MHz 噪声性能 总谐波失真加噪声 带宽 = 80 kHz 带宽 = 500 kHz 峰峰值噪声 电压噪声密度 电流噪声密度 符号 EMIRR THD + N en p-p en in 测试条件/注释 VIN = 100 mV峰值(200 mV p-p) AV = 1，VIN = 2.2 V rms (1 kHz) f = 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz f = 10 kHz f = 1 kHz Rev. 0 | Page 6 of 32 最小值 典型值 最大值 单位 34 42 50 60 dB dB dB dB 0.0004 0.0008 3 18 14 360 % % µV p-p nV/√Hz nV/√Hz fA/√Hz ADA4666-2 电气特性——3.0 V电源 除非另有说明，VSY = 3.0 V，VCM = VSY/2 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 VOS ∆V OS/∆T IB 0.5 VCM = 0 V至3.0 V VCM = 0 V至3.0 V；−40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0.6 0.15 −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 输入电阻 差模 共模 输入电容 差模 共模 输出特性 高输出电压 低输出电压 连续输出电流 短路电流 闭环输出阻抗 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闭环带宽 0.1%建立时间 相位裕量 通道隔离 VCM = 0 V至3.0 V VCM = 0 V至3.0 V；−40°C ≤ TA ≤ +125°C RL= 100 kΩ，VO= 0.5 V至2.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0 64 61 105 105 2.2 2.2 3.5 3.1 8 45 650 11 30 27 3 80 130 mV mV mV V/°C pA pA pA pA pA pA V dB dB dB dB RINDM RINCM >10 >10 GΩ GΩ CINDM CINCM 8.5 3 pF pF 2.99 V V V V mV mV mV mV mA mA Ω VOH VOL IOUT ISC ZOUT PSRR ISY SR GBP UGC f−3 dB tS ΦM CS RL = 10 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ至VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C 输出电压降 = 1 V 脉宽 = 10 ms；参阅“最大功耗”部分 f = 100 kHz, AV 2.98 2.98 2.9 2.9 VSY = 3.0 V至18 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IOUT = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 120 120 RS = 1 kΩ，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 100 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AVO = 1 VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AV = 1 VIN = 1 V步进，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF VIN = 10 mV p-p，RL = 10 kΩ，CL = 10 pF，AVO = 1 VIN = 2.9 V p-p，f = 10 kHz，RL = 10 kΩ Rev. 0 | Page 7 of 32 2.96 4 25 8 15 40 65 40 ±220 0.2 145 615 1.7 4 4 1.7 1.3 60 90 725 975 dB dB µA µA V/µs MHz MHz MHz µs 度 dB ADA4666-2 参数 +INx的EMI抑制比 f = 400 MHz f = 900 MHz f = 1800 MHz f = 2400 MHz 噪声性能 总谐波失真加噪声 带宽 = 80 kHz 带宽 = 500 kHz 峰峰值噪声 电压噪声密度 电流噪声密度 符号 EMIRR THD + N en p-p en in 测试条件/注释 VIN = 100 mV峰值(200 mV p-p) AV = 1，VIN = 0.44 V rms (1 kHz) f = 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz f = 10 kHz f = 1 kHz Rev. 0 | Page 8 of 32 最小值 典型值 最大值 单位 34 42 50 60 dB dB dB dB 0.002 0.003 3 18 14 360 % % µV p-p nV/√Hz nV/√Hz fA/√Hz ADA4666-2 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 温度范围 存储 工作温度 结温 引脚温度(焊接，60秒) ESD 人体模型2 机器模型3 场感应充电器件模型 (FICDM)4 1 2 3 4 额定值 20.5 V (V−) − 300 mV至(V+) + 300 mV ±10 mA 受限于最大输入电流 参阅“最大功耗”部分 −65°C 至+150°C −40°C至+125°C −65°C至+150°C 300°C 4 kV θJA针对最差条件，即利用标准4层JEDEC板，将器件焊接在 电路板上以实现表贴封装。LFCSP封装的裸露焊盘焊接到 电路板。 表6. 热阻 θJA 142 83.5 封装类型 8引脚 MSOP 8引脚 LFCSP 1 θJC 45 48.51 单位 °C/W °C/W θJC于封装顶部表面测得。 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。 400 V 1.25 kV 输入引脚与电源引脚之间、以及相互之间有箝位二极管。当输入信号 超过供电轨0.3 V时，输入电流应以10 mA为限。 适用标准：MIL-STD-883，Method 3015.7。 适用标准：JESD22-A115-A(JEDEC ESD机器模型标准)。 适用标准：JESD22-C101C(JEDEC ESD FICDM标准)。 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. 0 | Page 9 of 32 ADA4666-2 引脚配置和功能描述 OUT A 1 +IN A 3 8 V+ –IN A 2 ADA4666-2 7 OUT B +IN A 3 TOP VIEW (Not to Scale) 6 –IN B 5 +IN B V– 4 V– 4 ADA4666-2 TOP VIEW (Not to Scale) 7 OUT B 6 –IN B 5 +IN B NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO V– OR LEAVE IT UNCONNECTED. 11382-004 OUT A 1 8 V+ 11382-005 –IN A 2 图5. 引脚配置(8引脚LFCSP) 图4. 引脚配置(8引脚MSOP) 表7. 引脚功能描述 引脚编号1 8引脚 MSOP 8引脚 LFCSP 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 N/A 92 1 2 引脚名称 OUT A −IN A +IN A V− +IN B −IN B OUT B V+ EPAD 说明 通道A输出。 负输入通道A。 正输入通道A。 负电源电压。 正输入通道B。 负输入通道B。 通道B输出。 正电源电压。 裸露焊盘。仅就8引脚LFCSP而言，应将裸露焊盘连接到V−或保持不连接。 N/A表示不适用。 引脚配置图(图5)中未显示裸露焊盘。 Rev. 0 | Page 10 of 32 ADA4666-2 典型性能参数 除非另有说明，TA = 25°C。 70 70 30 1000 500 500 0 –500 –1000 –1000 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 VCM (V) 2.7 3.0 2.0 1.8 0 –500 0.9 1.6 VSY = 18V 16 CHANNELS 图8. 输入失调电压与共模电压的关系 –1500 0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0 16.5 18.0 VCM (V) 图11. 输入失调电压与共模电压的关系 Rev. 0 | Page 11 of 32 11382-011 VOS (µV) 1000 0.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0 0.2 图10. 输入失调电压漂移分布图 11382-008 VOS (µV) –0.2 图7. 输入失调电压漂移分布图 1500 0.3 –0.4 图9. 输入失调电压分布图 VSY = 3V 16 CHANNELS 0 –0.6 图6. 输入失调电压分布图 1500 –1500 –0.8 2.0 –2.0 VOS (mV) 11382-009 VOS (mV) 11382-006 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0 0.2 –0.2 –0.4 –0.6 –0.8 –1.0 0 –1.2 0 –1.4 10 –1.6 10 –1.0 20 –1.2 20 40 –1.4 30 50 –1.6 NUMBER OF AMPLIFIERS 40 –1.8 VSY = 18V VCM = VSY/2 600 CHANNELS 60 50 –2.0 NUMBER OF AMPLIFIERS 60 –1.8 VSY = 3V VCM = VSY/2 600 CHANNELS ADA4666-2 1500 VSY = 3V 25 CHANNELS AT –40°C AND +85°C 1000 VOS (µV) 500 0 –500 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 VCM (V) 图12. 输入失调电压与共模电压的关系 图15. 输入失调电压与共模电压的关系 1500 1500 VSY = 3V 25 CHANNELS AT –40°C AND +125°C 1000 1000 500 VOS (µV) 0 0 –500 –500 –1000 –1000 VCM (V) 图13. 输入失调电压与共模电压的关系 图16. 输入失调电压与共模电压的关系 图14. 小信号CMRR与共模电压的关系 图17. 小信号PSRR与共模电压的关系 Rev. 0 | Page 12 of 32 18.0 16.5 15.0 3.0 11382-016 VCM (V) 2.7 13.5 2.4 12.0 2.1 10.5 1.8 9.0 1.5 7.5 1.2 6.0 0.9 4.5 0.6 3.0 0.3 0 –1500 0 11382-013 VOS (µV) 500 –1500 VSY = 18V 25 CHANNELS AT –40°C AND +125°C 1.5 –1500 11382-012 –1000 ADA4666-2 1000 1000 VSY = 3V VCM = VSY/2 VSY = 18V VCM = VSY/2 100 IB (pA) IB (pA) 100 10 10 |IB–| |IB–| |IB+| |IB+| 1 50 75 100 125 TEMPERATURE (°C) 0.1 25 11382-014 0.1 25 50 图18. 输入偏置电流与温度的关系 1 1 0 0 –1 25°C 85°C 125°C –2 VSY = 18V VCM = VSY/2 2 IB (nA) –1 25°C 85°C 125°C –2 –3 0.5 1.0 1.5 VCM (V) 2.0 2.5 3.0 –4 11382-018 0 0 2 图19. 输入偏置电流与共模电压的关系 OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV) VSY = 3V 1000 100 0.01 0.1 1 10 LOAD CURRENT (mA) 100 11382-019 –40°C +25°C +85°C +125°C 1 0.001 6 8 10 VCM (V) 12 14 16 18 图22. 输入偏置电流与共模电压的关系 10000 10 4 11382-021 –3 图20. 输出电压(VOH )至供电轨与负载电流的关系 10000 VSY = 18V 1000 100 –40°C +25°C +85°C +125°C 10 1 0.001 0.01 0.1 1 10 LOAD CURRENT (mA) 图23. 输出电压(VOH )至供电轨与负载电流的关系 Rev. 0 | Page 13 of 32 100 11382-022 IB (nA) 125 3 VSY = 3V VCM = VSY/2 2 OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV) 100 图21. 输入偏置电流与温度的关系 3 –4 75 TEMPERATURE (°C) 11382-017 1 VSY = 3V 1000 –40°C +25°C +85°C +125°C 100 10 1 0.1 0.001 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 10000 VSY = 18V 1000 100 10 1 0.1 0.001 10 100 OUTPUT VOLTAGE (VOH) (V) 2.98 2.97 2.96 RL = 10kΩ 17.95 RL = 10kΩ RL = 1kΩ 2.95 17.90 17.85 RL = 1kΩ 17.80 17.75 VSY = 3V 25 50 75 100 125 –25 图25. 输出电压(VOH )与温度的关系 0 25 50 75 TEMPERATURE (°C) 100 125 11382-027 0 17.70 –50 11382-024 –25 VSY = 18V TEMPERATURE (°C) 图28. 输出电压(VOH )与温度的关系 50 200 180 OUTPUT VOLTAGE (VOL) (mV) 40 RL = 1kΩ 30 20 10 RL = 10kΩ 0 25 50 160 140 RL = 1kΩ 120 100 80 60 40 RL = 10kΩ 20 75 TEMPERATURE (°C) 100 125 11382-025 –25 VSY = 18V 图26. 输出电压(VOL )与温度的关系 0 –50 –25 0 25 50 75 100 TEMPERATURE (°C) 图29. 输出电压(VOL) 与温度的关系 Rev. 0 | Page 14 of 32 125 11382-028 VSY = 3V OUTPUT VOLTAGE (VOL) (mV) 1 18.00 2.99 0 –50 0.1 图27. 输出电压(VOL )至供电轨与负载电流的关系 3.00 OUTPUT VOLTAGE (VOH) (V) 0.01 LOAD CURRENT (mA) 图24. 输出电压(VOL )至供电轨与负载电流的关系 2.94 –50 –40°C +25°C +85°C +125°C 11382-023 OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV) 10000 11382-020 OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV) ADA4666-2 ADA4666-2 1000 1000 VSY = 3V 900 800 ISY PER AMPLIFIER (µA) 700 600 500 400 –40°C +25°C +85°C +125°C 300 200 700 600 500 400 –40°C +25°C +85°C +125°C 300 200 100 100 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 VCM (V) 0 11382-026 0 0 6 9 12 15 18 VCM (V) 图30. 电源电流与共模电压的关系 图33. 电源电流与共模电压的关系 1000 1000 VCM = VSY/2 VCM = VSY/2 900 800 ISY PER AMPLIFIER (µA) 800 ISY PER AMPLIFIER (µA) 3 11382-029 ISY PER AMPLIFIER (µA) 800 0 VSY = 18V 900 600 400 –40°C +25°C +85°C +125°C 200 700 600 500 400 VSY = 3V VSY = 10V VSY = 18V 300 200 4 6 8 10 12 14 16 18 VSY (V) 0 –50 –25 90 60 45 GAIN 20 0 –20 10k 0 OPEN-LOOP GAIN (dB) 80 100k 1M FREQUENCY (Hz) 75 100 125 –90 10M VSY = 18V RL = 10kΩ PHASE 135 90 45 40 GAIN 0 20 0 –45 CL = 0pF CL = 10pF CL = 0pF CL = 10pF 11382-033 OPEN-LOOP GAIN (dB) 40 135 PHASE (Degrees) PHASE 50 图34. 电源电流与温度的关系 VSY = 3V RL = 10kΩ 60 25 TEMPERATURE (°C) 图31. 电源电流与电源电压的关系 80 0 –20 10k –45 CL = 0pF CL = 10pF CL = 0pF CL = 10pF 100k 1M FREQUENCY (Hz) 图35. 开环增益和相位与频率的关系 图32. 开环增益和相位与频率的关系 Rev. 0 | Page 15 of 32 –90 10M 11382-036 2 PHASE (Degrees) 0 11382-030 0 11382-133 100 ADA4666-2 60 AV = 10 AV = 1 –20 0 AV = 10 AV = 1 –20 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M –40 1k 11382-232 –40 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 图36. 闭环增益与频率的关系 图39. 闭环增益与频率的关系 图37. 输出阻抗与频率的关系 图40. 输出阻抗与频率的关系 120 100 100 80 80 CMRR (dB) 120 60 40 20 20 VSY = 3V VCM = VSY/2 0 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 图38. CMRR与频率的关系 VSY = 18V VCM = VSY/2 0 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 图41. CMRR与频率的关系 Rev. 0 | Page 16 of 32 10M 60 40 11382-039 CMRR (dB) 20 AV = 100 11382-235 0 40 VSY = 18V CL = 5pF 1M 10M 11382-042 20 AV = 100 GAIN (dB) GAIN (dB) 40 60 VSY = 3V CL = 5pF ADA4666-2 VSY = 3V 100 PSRR+ PSRR– 80 60 60 PSRR (dB) 80 40 PSRR+ PSRR– 40 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 10M 0 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 图42. PSRR与频率的关系 图45. PSRR与频率的关系 图43. 小信号过冲与负载电容的关系 图46. 小信号过冲与负载电容的关系 图44. 大信号瞬态响应 图47. 大信号瞬态响应 Rev. 0 | Page 17 of 32 10M 11382-043 0 1k VSY = 18V 20 20 11382-040 PSRR (dB) 100 VOLTAGE (20mV/DIV) VOLTAGE (20mV/DIV) ADA4666-2 TIME (2µs/DIV) TIME (2µs/DIV) 图51. 小信号瞬态响应 0 15 1.5 1.0 0.5 VSY = ±1.5V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 225mV INPUT VOLTAGE (V) VOUT –1 –2 6 –6 3 VSY = ±9V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 1.35V 0 –3 TIME (2µs/DIV) 图52. 正过载恢复时间 0.4 2.0 2 0.2 1.5 1 6 0 1.0 0 3 –0.2 0.5 –1 0 –0.4 0 –2 –3 –0.6 –0.5 –1.0 –1.2 VSY = ±1.5V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 225mV VOUT TIME (2µs/DIV) –1.0 –2.0 INPUT VOLTAGE (V) 9 VIN –3 –4 –1.5 11382-051 –0.8 OUTPUT VOLTAGE (V) VIN –5 图50. 负过载恢复时间 –6 VSY = ±9V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 1.35V VOUT TIME (2µs/DIV) 图53. 负过载恢复时间 Rev. 0 | Page 18 of 32 –9 –12 11382-054 图49. 正过载恢复时间 INPUT VOLTAGE (V) 9 –4 –5 –0.5 12 –3 0 TIME (2µs/DIV) VIN VOUT OUTPUT VOLTAGE (V) –1.4 0 11382-050 –1.2 3.0 2.0 –0.8 –1 18 2.5 –0.4 –0.6 1 OUTPUT VOLTAGE (V) INPUT VOLTAGE (V) VIN 3.5 11382-053 0.2 OUTPUT VOLTAGE (V) 图48. 小信号瞬态响应 –0.2 11382-049 VSY = ±9V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF 11382-046 VSY = ±1.5V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF ADA4666-2 ERROR BAND 11382-052 VSY = ±1.5V VIN = 1V p-p RL = 10k CL = 10pF AV = –1 TIME (400ns/DIV) TIME (400ns/DIV) VOLTAGE (500mV/DIV) VOLTAGE (1mV/DIV) VSY = ±9V VIN = 1V p-p RL = 10kΩ CL = 10pF AV = –1 11382-056 VSY = ±1.5V VIN = 1V p-p RL = 10k CL = 10pF AV = –1 OUTPUT ERROR BAND TIME (400ns/DIV) TIME (400ns/DIV) 图58. 0.1%负建立时间 图55. 0.1%负建立时间 1k VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz) VSY = 3V VCM = VSY/2 AV = 1 100 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 11382-057 10 VSY = 18V VCM = VSY/2 AV = 1 100 10 1 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 图59. 电压噪声密度与频率的关系 图56. 电压噪声密度与频率的关系 Rev. 0 | Page 19 of 32 1M 10M 11382-060 1k 11382-059 VOLTAGE (500mV/DIV) OUTPUT ERROR BAND VOLTAGE (1mV/DIV) INPUT INPUT VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz) VSY = ±9V VIN = 1V p-p RL = 10kΩ CL = 10pF AV = –1 图57. 0.1%正建立时间 图54. 0.1%正建立时间 1 10 VOLTAGE (1mV/DIV) OUTPUT 11382-055 ERROR BAND VOLTAGE (500mV/DIV) OUTPUT INPUT VOLTAGE (1mV/DIV) VOLTAGE (500mV/DIV) INPUT ADA4666-2 VSY = 3V VCM = VSY/2 AV = 1 TIME (2s/DIV) 11382-061 11382-058 VOLTAGE (1µV/DIV) VOLTAGE (1µV/DIV) VSY = 18V VCM = VSY/2 AV = 1 TIME (2s/DIV) 图60. 0.1 Hz至10 Hz噪声 图63. 0.1 Hz至10 Hz噪声 3.5 20 18 3.0 1.5 1.0 0.5 0 10 VSY = 3V VIN = 2.9V RL = 10kΩ CL = 10pF AV = 1 14 12 10 8 6 4 2 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 0 10 1k 10k 100k 1M 图64. 输出摆幅与频率的关系 1 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER VSY = 3V AV = 1 RL = 10kΩ VIN = 440mV rms 100 FREQUENCY (Hz) 图61. 输出摆幅与频率的关系 1 VSY = 18V VIN = 17.9V RL = 10kΩ CL = 10pF AV = 1 11382-065 OUTPUT SWING (V) 2.0 11382-062 OUTPUT SWING (V) 16 2.5 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER VSY = 18V AV = 1 RL = 10kΩ VIN = 5.4V rms 0.1 THD + N (%) THD + N (%) 0.1 0.01 0.01 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 0.0001 图62. THD + N与频率的关系 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 图65. THD + N与频率的关系 Rev. 0 | Page 20 of 32 100k 11382-066 0.001 10 11382-063 0.001 ADA4666-2 100 10 100 VSY = 3V AV = 1 RL = 10kΩ f = 1kHz 10 VSY = 18V AV = 1 RL = 10kΩ f = 1kHz THD + N (%) THD + N (%) 1 1 0.1 0.1 0.01 0.01 0.1 1 10 AMPLITUDE (V rms) 0 VIN = 0.5V p-p VIN = 1.5V p-p VIN = 2.9V p-p CHANNEL SEPARATION (dB) –20 –40 –60 –80 –100 –120 VSY = 3V AV = 100 RL = 10kΩ 500kHz LOW-PASS FILTER –140 –160 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 0.1 1 10 图68. THD + N与幅度的关系 100k VIN = 0.5V p-p VIN = 9V p-p VIN = 17.9V p-p –40 –60 –80 –100 –120 VSY = 18V AV = 100 RL = 10kΩ 500kHz LOW-PASS FILTER –140 11382-068 CHANNEL SEPARATION (dB) –20 0.01 AMPLITUDE (V rms) 图66. THD + N与幅度的关系 0 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER 图67. 通道隔离与频率的关系 –160 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 图69. 通道隔离与频率的关系 Rev. 0 | Page 21 of 32 100k 11382-069 0.01 0.0001 0.001 11382-067 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER 11382-064 0.001 0.001 0.001 ADA4666-2 应用信息 V+ HIGH VOLTAGE PROTECTION I2 M11 M12 M9 M10 M19 M20 M17 M18 M22 +IN x R1 M3 D1 M4 C2 C1 Q1 Q2 OUT x D2 V1 –IN x C3 R2 M1 M2 M7 M8 I1 M5 M6 HIGH VOLTAGE PROTECTION V– I3 M15 M16 M13 M14 11382-169 M21 图70. 原理示意图 ADA4666-2是一款低功耗、轨到轨输入和输出CMOS放大 器，工作在3 V至18 V的宽电源电压范围。ADA4666-2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。 输入级 图70显示了ADA4666-2的原理示意图。该放大器采用三级 架构，提供全差分输入级，可实现出色的直流性能。 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)，以及折叠式共源共栅晶体管(M5 至M12)。输入工模电压确定哪个差分对处于激活状态。在 大部分输入共模范围内，PMOS差分对处于激活状态。对 于高供电轨以下的输入电压，则需要NMOS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。 ADA4666-2采用专利的高压保护电路，可在大部分输入共 模范围内最大程度降低共模电压变化对放大器输入级的影 响。这使得放大器在此首选共模范围内具有出色的抗干扰 能力。在此首选范围内工作的性能优势可参考PSRR与VCM 的关系(见图17)、CMRR与VCM的关系(见图14)和VOS与VCM 的关系(见图8、图11、图12、图13、图15和图16)。共模范 围缩小后的CMRR性能优势在最终测试中得到保证，并在 电气特性中体现(见表2至表4)。 对于绝大部分的输入共模电压范围，PMOS差分对激活。 当输入共模电压位于数伏电源电压内，输入晶体管将面对 这些电压变化的影响。随着共模电压接近正电源，处于激 活状态的差分对将不再是PMOS对，而是NMOS对。差分 对常常表现出不同的失调电压。控制从一个差分对切换到 另一对时，会产生阶跃状特性，这可以从VOS与VCM的关系图 中看出(见图8、图11、图12、图13、图15和图16)。这是所有 采用双差分对拓扑结构的轨到轨输入放大器的固有特性。 当共模电压接近负电源时，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(M5、M6)裕 量不够用的结果。当负载晶体管被迫进入三极工作区时， 其漏极阻抗的不匹配将成为放大器失调的极大来源。这种 影响也可以从VOS与VCM的关系曲线中看出(见图8、图11、 图12、图13、图15和图16)。 电流源I2驱动PMOS晶体管对。随着输入共模电压接近电 源上限，该电流降低至零。同时，复制电流源I1从零开始 上升，使能NMOS晶体管对。 ADA4666-2利用低压MOS器件构成差分输入端，从而实现 高性能规格。这些低压MOS器件提供出色的单位电流噪声 和带宽性能。通过专利的保护电路，将输入级与系统高压 部分隔离。该调节电路保护输入器件免受高电源电压的影 响，使放大器正常工作。 Rev. 0 | Page 22 of 32 ADA4666-2 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120 Ω电阻(R1和R2)实现输 入缓冲。只要差分电压超过大约600 mV，二极管就会导通 大量电流；在此情况下，差分输入电阻降至240 Ω。大量电 流有可能流过这些保护二极管。用户必须确保流入输入引 脚的电流不超过10 mA绝对最大值。 不可超过器件的最大结温(150°C)。超过结温限值可能导致 参数性能下降，甚至可能损坏器件。为了确保正常工作， 必须观察最大功率减额曲线。图71显示4层JEDEC标准板上 封装最大安全功耗与环境温度之间的关系。LFCSP封装的 裸露焊盘焊接到电路板。 1.6 输出级 ADA4666-2具有一个由M21和M22晶体管组成的互补输出 级。这些晶体管配置为AB类拓扑结构，由电压源V1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20、图23、图24和图27)。ADA4666-2输 出级的高电压和高电流能力要求用户确保其工作在热安全 范围内(见“最大功耗”部分)。 最大功耗 ADA4666-2可驱动的输出电流高达220 mA。然而，可用的输 出负载驱动电流受限于器件封装所允许的最大功耗。 ADA4666-2的绝对最大结温为150°C(见表5)。结温可估算 如下： TJ = PD × θJA + TA 1.2 8-LEAD LFCSP θJA = 83.5°C/W 1.0 0.8 8-LEAD MSOP θJA = 142°C/W 0.6 0.4 0.2 0 0 25 50 75 100 125 150 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 图71. 最大功耗与环境温度的关系 更多信息请参考技术文章MS-2251：数据手册的奥妙—— 绝对最大额定值和热阻。 轨到轨输入和输出 ADA4666-2具有轨到轨输入和输出，电源电压范围为3 V至 18 V。图72显示ADA4666-2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。当输入电压为±9 V时， ADA4666-2允许输出摆幅非常接近两个供电轨，而且它不 会发生相位反转。 封装的功耗(PD)为静态功耗与输出级晶体管功耗之和，可 计算如下： 10 VIN VOUT 8 PD = (VSY × ISY) + (VSY − VOUT) × ILOAD 6 4 VOLTAGE (V) 2 0 –2 –4 –6 –8 –10 VSY = ±9V VIN = ±9V AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF TIME (200µs/DIV) 图72. 轨到轨输入和输出 Rev. 0 | Page 23 of 32 11382-072 其中： VSY是供电轨电压。 ISY是静态电流。 VOUT为放大器的输出。 ILOAD是输出负载。 TJ MAX = 150°C 1.4 11382-371 放大器的第二级由NPN差分对(Q1、Q2)和折叠式共源共栅 晶体管(M13至M20)组成。放大器可提供嵌套式米勒补偿 (C1至C3)。 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 增益级 ADA4666-2 比较器操作 运算放大器设计采用闭环配置工作，来自输出端的反馈进 入反相输入端。图73显示ADA4666-2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。如图74所示，在正常工作条件下， 流入运算放大器的总电流等于流出运算放大器的总电流。 对于每个放大器，VSY = 18 V时，ISY+ = ISY− = 630 μA。 图75和图76显示ADA4666-2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。 +VSY ADA4666-2 VOUT 1/2 +VSY 100kΩ ISY– A2 ISY+ 11382-268 A1 ISY+ A1 100kΩ –VSY 图75. 比较器A 100kΩ ADA4666-2 1/2 A1 ISY– –VSY ISY+ 100kΩ 11382-266 A2 100kΩ +VSY VOUT ADA4666-2 VOUT 1/2 图73. 电压跟随器 700 100kΩ A2 ISY– 11382-269 ISY PER AMPLIFIER (µA) 600 –VSY 500 图76. 比较器B 400 图77显示两种比较器配置的电源电流。在比较器模式下， ADA4666-2不完全上电。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”。 300 200 100 4 6 8 10 VSY (V) 12 14 16 18 图74. 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，比较器设计采用开环配置工作，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。 600 500 COMPARATOR A COMPARATOR B 400 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 VSY (V) 12 14 16 18 图77. 电源电流与电源电压的关系(ADA4666-2作为比较器) Rev. 0 | Page 24 of 32 11382-074 2 ISY PER AMPLIFIER 0 11382-071 700 0 ADA4666-2 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。 图79显示低端电流检测电路，图80显示高端电流检测电 路。流过分流电阻的电流产生压降。ADA4666-2配置为差动 放大器，能以系数R2/R1放大压降。注意，对于真正差动放 大，电阻比匹配非常重要，其中R2/R1 = R4/R3。ADA4666-2 的轨到轨输出特性允许运算放大器输出几乎达到其正电 源，从而让分流监控器检测最高约为VSY/(R2/R1 × RS)安培的 电流。例如，当VSY = 18 V，R2/R1 = 100，并且RS = 100 mΩ， 该电流大约为1.8 A。 放大器不会放大EMI或RF信号，因为它们的带宽相对较 低。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。 I SUPPLY RS I R1 VOUT* RL R2 VSY 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ADA4666-2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： 1/2 ADA4666-2 R4 R3 *VOUT = AMPLIFIER GAIN × VOLTAGE ACROSS RS = R2/R1 × RS × I 11382-079 EMI抑制比 图79. 低端电流检测电路 EMIRR = 20 log (VIN_PEAK/ΔVOS) 140 RS I SUPPLY VSY = 3V TO 18V RL I 120 R3 VSY 100 VOUT* 1/2 ADA4666-2 80 R1 60 R2 *VOUT = AMPLIFIER GAIN × VOLTAGE ACROSS RS = R2/R1 × RS × I VIN = 100mV PEAK VIN = 50mV PEAK 11382-080 EMIRR (dB) R4 图80. 高端电流检测电路 40 100M 1G FREQUENCY (Hz) 10G 11382-075 有源滤波器 20 10M 图78. EMIRR与频率的关系 分流监控器 许多应用都需要在正电轨或负电轨附近进行信号检测。分 流监控器便是这类应用中的一种，并且常用于反馈控制系 统。这类传感器还可在其它多种应用中使用，包括功率计 量、电池电量计和电动助力转向中的反馈控制。这类应用 中需要使用电阻极低的分流器，以最大程度减少串联压 降。这样不仅可以充分减少功率浪费，还能允许测量高电 流并实现省电效果。ADA4666-2具有低输入偏置电流、低 失调电压和轨到轨特性，是精密电流监控应用的理想选择。 有源滤波器用来分隔信号，使目标信号通过，同时衰减不 需要的信号频率。例如，低通滤波器经常用作数据采集系 统中的抗混叠滤波器，或者用作噪声滤波器以限制高频 噪声。 ADA4666-2具有高输入阻抗、高带宽、低输入偏置电流和 直流精度性能，非常适合有源滤波器应用。图81显示采用 4极点Sallen-Key巴特沃兹低通滤波器配置的ADA4666-2。 4极点低通滤波器具有2个复数共轭极点对，由2个双极点 低通滤波器级联而成。A、B部分配置为单位增益双极点低 通滤波器。表8显示巴特沃兹滤波器各级的Q要求和极点位 置。有关S平面上的极点位置和不同阶滤波器的Q要求，请 参 考 线 性 电 路 设 计 手 册 第 8章 “模 拟 滤 波 器 ”， 地 址 ： www.analog.com/AnalogDialogue。 Rev. 0 | Page 25 of 32 ADA4666-2 C2 6.8nF R1 R2 2.55kΩ 2.55kΩ C1 5.6nF +VSY R3 6.19kΩ 1/2 VOUT1 ADA4666-2 –VSY R4 6.19kΩ C3 1nF SECTION A +VSY VOUT2 1/2 ADA4666-2 –VSY 11382-081 VIN C4 6.8nF SECTION B 图81. 4极点低通滤波器 容性负载驱动 部分 A B Q 0.5412 1.3065 极点 −0.9239 ± j0.3827 −0.3827 ± j0.9239 Sallen-Key拓扑结构使用广泛，其设计简单，电路元件少。 该拓扑为用户提供灵活的低通或高通滤波器部署方案，只 需简单地互换电阻和电容。ADA4666-2配置为单位增益， 转折频率为10 kHz。有源滤波器要求运算放大器具有单位增 益，数值至少为转折频率fc与品质因素Q乘积的100倍。电 阻和电容对于确定性能随工艺容差、时间和温度的变化同 样很重要。建议使用1%或更佳容差的电阻以及5%或更佳 容差的电容。 图82显示低通Sallen-Key滤波器的频率响应，其中： VOUT1为第一级输出。 ADA4666-2可在任何配置中安全地驱动最高50 pF的负载。 和大多数放大器一样，驱动比额定值更大的容性负载可能 会导致过度的过冲和振铃，甚至产生振荡。大型容性负载 降低相位裕量，导致放大器对峰化作出频率响应。在时域 中，峰化与过冲或振铃有关。因此，如果ADA4666-2必须 驱动超过50 pF的负载，那么建议使用外部补偿。这种补偿 在单位增益配置中尤为重要，此时对于稳定性而言是最差 情况。 驱动容性负载时，稳定运算放大器的一种快速而方便的方 法是在放大器输出端与负载电容之间增加一个串联电阻 RISO，如图83所示。RISO将放大器输出和反馈网络与容性负 载相隔离。但是，采用这种补偿方案后，相对负载而言的 输出阻抗会提高，从而导致增益精度的下降。 VOUT2为第二级输出。 +VSY VOUT1显示出每10倍频程40 dB的滚降；VOUT2显示出每10倍频 程80 dB的滚降。随着滤波器阶数提高，过渡带将变得更陡。 1/2 VIN ADA4666-2 –VSY 20 VOUT CL 图83. 采用隔离电阻RISO 进行稳定性补偿 0 图84显示补偿方案对于驱动250 pF负载的单位增益配置放大 器的频率响应所产生的效果。 –20 VOUT1 GAIN (dB) RISO 11382-083 表8. Q要求和极点位置 –40 VOUT2 –60 –80 VSY = ±9V VIN = 50mV p-p –120 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 11382-082 –100 图82. 低通滤波器：增益-频率曲线 Rev. 0 | Page 26 of 32 ADA4666-2 图87. 输出响应(RISO = 301 Ω) 图84. 补偿方案的频率响应 图85显示驱动250 pF容性负载的单位增益放大器的输出响应。 无补偿时，放大器不稳定。图86至图88分别显示带210 Ω、 301 Ω和750 Ω RISO补偿的放大器输出响应。注意，若RISO数 值较低，则依然可看到振铃现象，而较高的RISO值则可过 滤高频信号。 图88. 输出响应(RISO = 750 Ω) 图85. 无补偿时的输出响应(RISO = 0 Ω) 图86. 输出响应(RISO = 210 Ω) Rev. 0 | Page 27 of 32 ADA4666-2 高阻抗源的噪声考虑因素 以高阻抗源驱动放大器时，来自输入端的电流噪声可能会 成为总电路噪声的主要来源。与双极性放大器不同， CMOS放大器(如ADA4666-2)输入端不存在内部散粒噪声源。 其少量散粒噪声是由ESD保护二极管中的反向饱和电流造 成的。该电流噪声通常只有1 fA/√Hz至10 fA/√Hz。因此， 若要测量该范围内的电流噪声，则需高于10 GΩ的源阻抗。 对于ADA4666-2，更重要的是称为“反吹噪声”的影响。反 吹效应来自放大器尾电流源中的噪声，该噪声通过输入晶 体管的栅极-源极电容(CGS)容性耦合至放大器输入端。此 反吹噪声被源阻抗放大，以电压噪声的形式出现在输入 端。源阻抗增加10倍，由反吹造成的电压噪声也会增加 10倍。 图89. 电压噪声密度与频率的关系(采用输入串联电阻RS) 由于CGS耦合，反吹噪声频谱具有低频下的高通响应特 性。高频时，频谱趋于双极点滚降：尾电流源的寄生电容 产生的内部极点，以及PCB寄生电容产生的外部极点。 图89显示ADA4666-2的电压噪声密度，源阻抗为1 MΩ和 10 MΩ。低频时(低于1 Hz至10 Hz)，频谱主要受放大器1/f 电压噪声影响。中等频率时，频谱由于源电阻的热噪声而 变得平坦。随着频率增加，反吹噪声起决定性作用，导致 电压噪声频谱增加。噪声频谱继续增加，直到其到达内部 或外部极点频率。过了这些极点，频谱开始下降。 图90. 电流噪声密度与频率的关系 图90显示ADA4666-2的电流噪声密度，源阻抗为1 MΩ和 10 MΩ。该电流噪声仅提取自频段内的电压噪声密度曲线，在 此范围内反吹噪声起决定性作用。在较低频率下，噪声测 量主要由电阻热噪声和放大器1/f噪声决定。在较高频率 下，寄生电容决定了源阻抗。由于比例因子不确定，故而 无法对整个频率范围内的电流噪声作精确测量。 反吹噪声在所有放大器中存在。反吹效应的幅度取决于输 入晶体管的尺寸，以及偏置电路的结构。CMOS放大器通 常比JFET放大器具有更多的反吹噪声，因为其MOS晶体管 偏置噪声较大。另一方面，双极性放大器通常不显示出反 吹噪声效应，因为大量基极电流散粒噪声淹没了所有反吹 噪声。 Rev. 0 | Page 28 of 32 ADA4666-2 外形尺寸 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 1 5.15 4.90 4.65 5 4 PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.40 0.25 0.80 0.55 0.40 0.23 0.09 6° 0° 10-07-2009-B 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 图91. 8引脚超小型MSOP封装 (RM-8) 图示尺寸单位：mm 2.44 2.34 2.24 3.10 3.00 SQ 2.90 0.50 BSC 8 5 0.50 0.40 0.30 0.80 0.75 0.70 0.30 0.25 0.20 1 4 BOTTOM VIEW TOP VIEW SEATING PLANE 1.70 1.60 1.50 EXPOSED PAD 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.203 REF 0.20 MIN PIN 1 INDICATOR (R 0.15) FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 11-28-2012-C PIN 1 INDEX AREA COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-229-WEED 图92. 8引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WD] 3 mm x 3 mm，超薄体，双排引脚 (CP-8-11) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADA4666-2ACPZ-R7 ADA4666-2ACPZ-RL ADA4666-2ARMZ ADA4666-2ARMZ-RL ADA4666-2ARMZ-R7 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 封装描述 8引脚 LFCSP_WD 8引脚 LFCSP_WD 8引脚 MSOP 8引脚 MSOP 8引脚 MSOP Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. 0 | Page 29 of 32 封装选项 CP-8-11 CP-8-11 RM-8 RM-8 RM-8 标识 A34 A34 A34 A34 A34 ADA4666-2 注释 Rev. 0 | Page 30 of 32 ADA4666-2 注释 Rev. 0 | Page 31 of 32 ADA4666-2 注释 ©2013 Analog Devices, Inc. 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