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LMC6034是一个CMOS四运算放大器

2020-9-23 15:20:35  70 四运算放大器
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LMC6034是一个CMOS四运算放大器可从单电源双电源运行。它的性能特性包括输入共模范围接地、低输入偏置电流和高电压进入真实负载,例如2 kΩ和600Ω。这个芯片是用国家先进的双聚体制造的硅栅CMOS工艺。参见CMOS双操作的LMC6032数据表具有相同功能的放大器。为了更高的性能特性参考LMC660。
特征
指定用于2 kΩ和600Ω负载
高压增益:126分贝
低偏移电压漂移:2.3微伏/摄氏度
超低输入偏置电流:40fa
输入共模范围包括从+5V到+15V电源的V−n工作范围
ISS=400微安/放大器;独立于V+n低失真:10 kHz时为0.01%
转换速率:1.1v/微秒
性能优于TLC274
应用
高阻抗缓冲器或前置放大器
电流电压转换器
长期积分器
采样保持电路
医疗器械

绝对最大额定值(注1)
差分输入电压±电源电压

电源电压(V+-V-)16伏
输出对V+短路(注10)
输出对V-短路(注2)
铅温
焊接,10秒)260摄氏度
储存温度范围为-65℃~+150℃
功耗(注3)
输出/输入引脚电压(V++0.3伏,(伏-)-0.3伏
输出引脚电流±18毫安
输入引脚电流±5毫安
电源引脚35毫安的电流
结温(注3)150℉
ESD公差(注4)1000V
工作额定值(注1)
温度范围−40 303C≤TJ≤+85 303C
电源电压范围4.75V至15.5V
功耗(注11)
热阻(θJA),(注12)
14针浸入式85°C/W
14针SO 115C°/W
直流电特性
除非另有规定,否则保证TJ=25摄氏度的所有限值。黑体限值适用于极端温度。V+=5伏,V-=接地=0V,VCM=1.5V,VOUT=2.5V,RL>1M,除非另有规定。

交流电气特性
除非另有规定,否则保证TJ=25摄氏度的所有限值。黑体限值适用于极端温度。V+=5伏,V-=接地=0V,VCM=1.5V,VOUT=2.5V,RL>1M,除非另有规定。

注1:绝对最大额定值表示可能对部件造成损坏的极限。工作额定值表示设备旨在发挥功能,但不保证特定的性能限制。有关保证的规格和试验条件,请参阅电气特性。保证规范仅适用于列出的试验条件。
注2:适用于单电源和分电源操作。环境温度升高和/或多个运算放大器短路时的连续短路操作可能导致超过最大允许结温150℃。长期输出电流超过±30毫安可能对可靠性产生不利影响。
注3:最大功耗是TJ(max)、θJA、TA的函数。任何环境温度下的最大允许功耗为PD=(TJ(max)–TA)/θJA。
注4:人体模型,100 pF通过1.5 kΩ电阻放电。
注5:典型值代表最可能的参数范数。
注6:所有限值均保证在室温(标准型面)或极端工作温度(粗体型面)下。
注7:V+=15V,VCM=7.5V,RL接7.5V,源极试验7.5V≤VO≤11.5V,下沉试验2.5V≤VO≤7.5V。
注8:V+=15V。作为电压跟随器连接,具有10V步进输入。指定的数字是正和负转换速率中较慢的一个。
注9:参考输入。V+=15V和RL=10KΩ连接到V+/2。每个放大器以1khz的频率依次激励,产生VO=13vpp。
注10:当V+大于13V或可靠性可能受到不利影响时,不要将输出连接到V+。
注11:对于在高温下运行的设备,必须根据PD=(TJ−TA)/θJA的热阻θJA进行降额。
注12:所有数字适用于直接焊接到PC板上的封装。
典型性能特性VS=-7.5V,TA=25°C,除非另有规定

除非另有规定,否则典型性能特性VS=?7.5V,TA=25℃(续)

应用程序提示
放大器拓扑
为LMC6034选择的拓扑结构如图1所示非常规(与通用运算放大器相比)不采用传统的单位增益缓冲输出级;相反,输出直接取自积分器的输出,以允许更大的输出摆幅。因为缓冲器在保持高运算放大器增益和稳定性,必须能承受不管是铁路,这些任务现在都由集成商负责。由于这些要求,积分器是一个复合物与嵌入增益阶段的事件,该阶段是双馈的(通过Cf和Cff)通过专用的单位增益补偿。此外,积分器的输出部分是推拉式配置,用于输送重物。当吸收电流整个放大器路径由三个获得一级前馈的阶段,而寻源路径包含四个增益阶段和两个fed向前地。

源极时的大信号电压增益是可比的传统双极运算放大器,即使有600Ω负载。这个下沉时的增益高于大多数CMOS运算放大器到附加增益阶段;但是,在重载下(600Ω)增益将减小,如电气图所示特点。
补偿输入电容
LMC6034运算放大器的高输入电阻允许使用大反馈和源电阻值由于加载而失去增益精度。然而,电路将当这些大值使用电阻器。每个放大器在每个输入端之间都有一些电容以及交流接地和输入端之间的差动电容。当放大器是电阻式的,这个输入电容(以及由于电路板痕迹产生的附加电容插座等)和反馈电阻在反馈路径。在下面的通用运算放大器中电路,图2极的频率是
式中,CS是反向输入的总电容,包括放大器输入电容和任何杂散电容从IC插座(如果使用)、电路板轨迹等。,RP是RF和RIN的平行组合。这对于公式以及下面导出的所有公式适用于反向和非反向运算放大器配置。当反馈电阻小于几个kΩ时反馈极的频率会很高,因为CS是一般小于10 pF。如果反馈的频率极点远高于“理想”闭环带宽(无CS时的标称闭环带宽),极点对稳定性的影响可以忽略不计,因为它会增加只有少量的相移。但是,如果反馈极小于约6至10倍于“理想”–3分贝频率,一个反馈电容器,CF,应连接在运算放大器的输出和反向输入之间。这种情况也可以在放大器的低频噪声增益:为了保持稳定性,如果是放大器的低频噪声增益,GBW是放大器的增益带宽积。放大器低频噪声增益用公式表示
不管放大器是否用于逆变或非反转模式。注意,反馈电容器当噪声增益较低和/或反馈电阻很大。如果满足上述条件(表示反馈电容器可能需要),并且噪声增益足够大即:
建议使用以下反馈电容值:
反馈电容器应为:
注意,这些电容值通常是显著的比年长者给出的更小,更保守的公式:
CS由放大器的输入电容加上任何杂散电容组成从电路板和插座。CF补偿由CS和反馈电阻。
使用较小的电容器将提供更高的频带宽度,且不会降低瞬态响应。可能是在上述任何情况下都需要使用更大的反馈电容,允许意外的杂散ca °
应用程序提示(续)
电容,或允许回路中出现额外的相移,或过大的电容负载,或降低噪声或频带宽度,或仅仅因为特定电路实现需要更多的反馈电容才能充分稳定。例如,印刷电路板的杂散电容可能大于或小于电路板的杂散电容,因此CF的实际最佳值可能与用实验板估计。在大多数情况下应在实际电路上检查CF,从计算出的值。容性负载容限像许多其他运算放大器一样,LMC6034可能在以下情况下振荡它的负载是电容性的。振荡阈值随负载和电路增益而变化。配置对振荡最敏感的是单位增益跟随器。见典型性能特征。负载电容与运放的输出电阻相互作用,产生一个额外的极。如果这个极频率是足够低,它会降低运放的相位裕度,所以放大器在低增益下不再稳定。如图所示在图3中,在与运放输出和电容器(5 pF至10)串联pF)从反向输入到输出引脚,返回相位在不干扰低频电路工作。因此,可以容忍较大的ca 电容值,而无需振荡。请注意,总的来说当负载电容接近振荡阈值。

电容负载驱动能力通过使用拉向上电阻至V+(图4)。通常,500微安或更高的上拉电阻将显著提高电容性负载响应。上拉电阻的值必须根据放大器相对于期望输出摆幅的电流吸收能力来确定。开环增益上拉电阻也会影响放大器的(见电气特性)。

印刷电路板布局
用于高阻抗工作一般认为,任何必须运行的电路泄漏电流小于1000pa时PC板的布局。当一个人想占便宜时LMC6034的超低偏置电流,通常较小在0.04pa以上,必须有一个良好的布局。可调的是,获得低泄漏的技术相当很简单。首先,用户不得忽视PC板,即使有时看起来可以接受很低的温度,因为在高湿度或灰尘的条件下或污染,表面会有明显的渗漏。为了最大限度地减少表面泄漏的影响,布置一个环完全包围LMC6034输入和电容器、二极管、导体、电阻器、继电器端子连接到运放输入端的端子等。见图5。为了产生显著效果,应放置护环在PC板的顶部和底部。这张PC箔然后必须连接到相同的电压电压作为放大器输入,因为没有泄漏电流可以在同一电位的两点之间流动。例如,如果PC板的焊盘电阻为1012Ω(通常认为是非常大的电阻),则在以下情况下可能会泄漏5帕记录道是一条5V总线,靠近输入板。这个会导致LMC6034的性能下降100倍实际表现。但是,如果保护环被固定在5毫伏的输入,即使是1011欧姆的电阻也会只引起0.05pa的泄漏电流,或者可能是很小的(2:1)放大器性能下降。标准运放配置保护环的典型连接见图6、7、8。如果两个输入都处于激活状态并且高阻抗,保护装置可以接地提供一些保护;参见图9。


设计师应该意识到当它不合适的时候为了几个电路而布置一块PC板是另一种比护圈更好的技术在PC板上:不要将放大器的输入引脚插入板,但弯曲它在空气中,只使用空气作为内绝缘。空气是极好的绝缘体。在这种情况下你可以必须放弃PC板结构的一些优点,但这些优点有时非常值得在空气布线中使用点对点向上的作用力。见图10。

偏压电流测试
图11的试验方法适用于台架试验具有合理精度的偏置电流。要了解其操作,首先暂时关闭开关S2。当S2为打开,

C2的合适电容器为5 pF或10 pF银云母、NPO陶瓷或空气介质。当确定Ib-的大小,电容器和插座的泄漏必须考虑到。开关S2应左短路大多数情况下,或者说,电容器C2的介电吸收会导致误差。同样,如果S1瞬间短路(同时离开S2短路)

其中Cx是+输入处的杂散容量。
典型的单电源应用(V+=5.0 VDC)
附加的单一供应应用程序思想可以在LM324数据表。LMC6034是与LM324兼容的管脚,提供更大的带宽和输入LM324上的阻力。这些功能将改进许多现有单电源应用程序的性能。但是,请注意LMC6034比LM324小。

对于良好的共模抑制比过温,低漂移电阻应被利用。R3与R6和R4与R7的匹配影响CMRR。增益可以通过R2进行调整。CMRR可以调整通过R7。

振荡器频率由R1、R2、C1和C2确定:fosc=1/2πRC,其中R=R1=R2C=C1=C2。如图所示,该电路以2.0 kHz的频率振荡4.0V的峰间输出摆幅。
典型的单电源应用
(V+=5.0伏直流电)(续)




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