ZHCSEU4A March   2016  – March 2016 TLV2314 , TLV314 , TLV4314

PRODUCTION DATA.  

  1. 特性
  2. 应用
  3. 说明
  4. 修订历史记录
  5. 器件比较表
  6. 引脚配置和功能
  7. 技术规格
    1. 7.1 绝对最大额定值
    2. 7.2 ESD 额定值
    3. 7.3 建议的工作条件
    4. 7.4 热性能信息:TLV314
    5. 7.5 热性能信息:TLV2314
    6. 7.6 热性能信息:TLV4314
    7. 7.7 电气特性
    8. 7.8 典型特性
    9. 7.9 典型特性
  8. 详细 说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能框图
    3. 8.3 特性 说明
      1. 8.3.1 工作电压
      2. 8.3.2 轨至轨输入
      3. 8.3.3 轨至轨输出
      4. 8.3.4 共模抑制比 (CMRR)
      5. 8.3.5 电容负载和稳定性
      6. 8.3.6 EMI 易感性和输入滤波
    4. 8.4 器件功能模式
  9. 应用和实现
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计流程
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 系统示例
  10. 10电源相关建议
    1. 10.1 输入和 ESD 保护
  11. 11布局布线
    1. 11.1 布局布线指南
    2. 11.2 布局示例
  12. 12器件和文档支持
    1. 12.1 器件支持
    2. 12.2 文档支持
      1. 12.2.1 相关文档
    3. 12.3 相关链接
    4. 12.4 社区资源
    5. 12.5 商标
    6. 12.6 静电放电警告
    7. 12.7 Glossary
  13. 13机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

详细 说明

概述

TLV314 是专为便携式应用而设计的一系列低功耗、轨至轨输入和输出运算 放大器。这些器件的工作电压介于 1.8V 至 5.5V,单位增益稳定,并且适合广泛的通用 应用。AB 类输出级能够驱动连接至 V+ 和接地间任一点的小于或等于 10kΩ 的负载。输入共模电压范围包括两个电源轨,并支持将 TLV314 系列器件用于几乎任何单电源应用。轨至轨输入和输出摆幅会显著增大动态范围(尤其在低电源 应用中),因此这些器件是驱动采样模数转换器 (ADC) 的理想器件。

TLV314 具有 3MHz 带宽和 1.5V/μs 转换率,且每个通道仅有 150μA 的电源电流,从而在功耗极低的情况下提供良好的交流性能。在直流 应用 中也具有良好性能,其输入噪声电压极低(在 1kHz 时为 14nV/√Hz),输入偏置电流低 (0.2pA),且输入偏移电压为 0.5mV(典型值)。

功能框图

TLV314 TLV2314 TLV4314 ai_simpl_schem_bos563.gif

特性 说明

工作电压

TLV314 系列运算放大器在 1.8V 至 5.5V 的额定电压范围内可安全无虞地运行。此外,许多规格在 –40°C 至 +125°C 温度下适用。典型特性 部分中提供了随工作电压或温度而显著变化的参数。用 0.01μF 陶瓷电容器旁路电源引脚。

轨至轨输入

TLV314 系列的输入共模电压范围在电源轨基础上向外扩展了 200mV。此性能由一个互补输入级实现:与 P 通道差分对并联的 N 通道输入差分对;请参阅功能框图 部分。当输入电压靠近正轨(通常为 (V+) – 1.3V 到高于正电源电压 200mV)时,N 通道对有效;当输入为低于负电源电压 200mV 到大约 (V+) – 1.3V 范围时,P 通道对打开。在一个通常介于 (V+) – 1.4V 到 (V+) – 1.2V 的小转换区域内,两个对都打开。借助于过程变化,这个 200mV 转换区域的变化可高达 300mV。 因此,此转换区域(两个级都打开)在低端上的范围介于 (V+)-1.7V 至 (V+)-1.5V 之间,在高端上的范围高达 (V+)-1.1V 至 (V+)-0.9V 之间。在此转换区域内,与器件在该区域外运行相比,PSRR、CMRR、偏移电压和 THD 会降级。

轨至轨输出

TLV314 设计为一种微功耗、低噪声运算放大器,可提供强大的输出驱动能力。它采用一个具有共源晶体管的 AB 类输出级来实现完全的轨至轨输出摆幅功能。对于高达 10kΩ 的电阻负载,无论施加的电源电压是多少,输出摆幅通常在两个电源轨的 5mV 以内。不同的负载情况会改变放大器在靠近电源轨范围内摆动的能力;请参阅Figure 7

共模抑制比 (CMRR)

TLV314 的 CMRR 是以多种方式指定的,因此对于给定的应用可以使用最佳匹配项;请参阅电气特性 表。首先,给出了低于转换区域 [VCM < (V+) – 1.3 V] 的共模范围内的器件 CMRR。当应用需要使用差分输入对之一时,此规格是器件功能的最佳指标。其次,指定了在(VCM = –0.2V 至 5.7V)时整个共模范围内的 CMRR。最后的这个值包含转换区域内测出的变化(请参阅Figure 4)。

电容负载和稳定性

TLV314 旨在用于 需要驱动 电容负载的应用。与所有运算放大器一样,可能存在会使 TLV314 变得不稳定的特定情况。在确定放大器的运行是否稳定时,需要考虑特定的运算放大器电路配置、布局、增益和输出负载等因素。与增益更高的放大器相比,
在单位增益 (1V/V) 缓冲器配置下驱动电容负载的运算放大器更容易出现不稳定的情况。电容负载与运算放大器输出电阻相结合后,在反馈环路内产生一个使相补角降级的极点。当电容负载增加时,相补角的降级会增大。TLV314 在单位增益配置下运行时,在纯电容负载达到大约 1nF 时仍然保持稳定。某些超大电容器(CL大于 1μF)的等效串联电阻足够改变反馈环路内的相位特性,从而使放大器保持稳定。增加放大器闭环增益使得放大器能够驱动更大的电容。如果在电压增益更高时测量放大器的过冲响应,可发现此能力的增长十分明显;请参阅 Figure 8

放大器在单位增益配置下运行时增大电容负载驱动能力的一种方法就是串行插入一个小电阻器(一般为 10Ω 到 20Ω),与输出串联(如 Figure 14 中所示)。这个电阻器大大减少了与大电容负载相关的过冲和振铃。然而,这个技巧的一个可能问题是这个增加的串联电阻和任一与负载电容并联的连接电阻会生成一个分压器。此分压器在输出上引入一个减少输出摆幅的增益误差。

TLV314 TLV2314 TLV4314 ai_imprv_cap_load_drv_bos563.gif Figure 14. 改进电容负载驱动

EMI 易感性和输入滤波

运算放大器随着器件对于电磁干扰 (EMI) 的易感性而发生变化。如果传导 EMI 进入运算放大器,放大器输出中观察到的直流偏移值在有 EMI 时可能偏离其标称值。这个偏离是由与内部半导体结相关的信号修整引起的。虽然所有的运算放大器引脚功能都会受到 EMI 的影响,但是信号输入引脚可能是最易受影响的。TLV314 运算放大器系列整合了内部输入低通滤波器,该滤波器可减少放大器对 EMI 的响应。这个滤波器提供共模和差分模式滤波。此滤波器针对大约 80MHz (-3dB) 的截止频率而设计,具有每十倍频 20dB 的下降率。

德州仪器 (TI) 已经开发出在 10MHz 至 6GHz 扩展宽频谱范围内准确测量和量化运算放大器抗扰度的功能。EMI 抑制比 (EMIRR) 指标允许按 EMI 抗扰性直接比较运算放大器。Figure 13 说明了针对 TLV314 执行的此测试的结果。还可以在应用报告《运算放大器的 EMI 抑制比》(SBOA128) 中找到详细信息;请从 www.ti.com 下载此报告。

器件功能模式

TLV314 系列拥有单功能模式。只要电源电压在 1.8V (±0.9V) 与 5.5V (±2.75V) 之间,这些器件就处于通电状态。