ZHCSDF7C July 2009 – August 2014 OPA1611 , OPA1612
PRODUCTION DATA.
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机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
- DRG|8
订购信息
7 详细说明
7.1 概要
OPA161x 系列双极型输入运算放大器在 1kHz 时可实现很低的噪声密度 (1.1nV/√Hz) 和超低失真 (0.000015%)。 在 2-kΩ 负载下能够提供摆幅在距离电源轨600mV的范围内的轨到轨输出，这有助于实现动态范围最大化。 此外，这些器件还具有 ±40mA 高输出驱动能力。 支持 ±2.25V 到 ±18V 的宽电源电压范围，每通道电源电流仅为 3.6mA，这对于 5V 系统和 36V 音频应用都非常适用。 OPA1611 与 OPA1612 运算放大器的单位增益稳定，在宽范围负载条件下可保持出色的动态性能。
7.3 特性描述
7.3.1 功耗
OPA1611 和 OPA1612 系列运算放大器能够利用高达 ±18V 的电源电压驱动 2kΩ 负载。高电压下工作时内部功耗将增大。 OPA1611 和 OPA1612 系列运算放大器采用铜引线框架结构，相比采用传统材料的结构，散热性能得到改善。 其电路板布局还有助于尽量缓解结温上升。 加粗铜走线相当于附加散热器，可帮助散热。 相比直接使用插槽连接器件，将器件焊接到电路板可以进一步缓解温度上升。
7.3.2 电气过载
设计人员经常会问到关于运算放大器承受电气过载能力的问题。 这些问题的重点在于器件输入，但同时也会涉及电源引脚甚至是输出引脚。 这些不同引脚功能的每一个功能具有由独特的半导体制造工艺和连接到引脚的特定电路确定的电气过载限值。 此外，这些电路有内置的内部静电放电 (ESD) 保护来在产品组装之前和组装过程中保护此电路不受意外的 ESD 事件的影响。
能够充分了解 ESD 基本电路及其与电气过载事件的关联会有所帮助。Figure 30 所示为 OPA161x 系列器件中的 ESD 电路（虚线区域）。 ESD 保护电路中涉及多个钳位二极管，这些二极管从输入和输出引脚方向连接回内部供电线路，并且均连接到运算放大器内的吸收器件。 这种保护电路在电路正常工作时处于非活动状态。
NOINDENT:
VIN = +VS + 500mV。ESD 事件可产生短时高电压脉冲，随后在通过半导体器件放电时转换为短时高电流脉冲。 ESD 保护电路可围绕运算放大器核心提供电流路径，防止对核心造成损害。 此保护电路吸收的能量将以热量形式耗散。
当 ESD 电压覆盖两个或多个放大器器件引脚时，电流将流经一个或多个钳位二极管。 根据电流所选路径，吸收器件可能激活。 OPA1611 内的吸收器件的触发条件是电源引脚上外加短时 ESD 电压脉冲。 触发后，吸收器件将迅速激活并将 ESD 脉冲稳定在安全电压水平。
当运算放大器接入Figure 30 所示的这类电路后，ESD 保护组件将保持非活动状态，并且不参与应用电路运行。 不过，如果施加的电压超过某个指定引脚的工作电压范围，可能会引起一些问题。 若出现这种情况，部分内部 ESD 保护电路处于偏置打开状态并传导电流。 此类电流都将流经钳位二极管路径，但很少涉及吸收器件。
Figure 30 显示了一个具体示例，其中输入电压 VIN 超出正电源电压 (+VS) 500mV 甚至更多。 电路中将发生的具体情况取决于电源特性。 如果 +VS 能够吸收电流，那么上面的一个输入钳位二极管就会导通，并将电流传导至 +VS。 越来越高的 VIN 会带来过高的电流。 因此，数据表规范中建议应用将输入电流限制为 10mA。
如果电源无法吸收电流，VIN 就会将电流拉至运算放大器，然后将其用作正电源。 这种情况比较危险，因为这个电压可能会升高到超出运算放大器的绝对最大额定值。 在极端但罕见的情况下，吸收器件可在施加了 +VS 和 –VS 时触发。 如果出现这种情况，+VS 和 –VS 电源间就会建立直接电流路径。 此时吸收器件的功耗将会立刻超限，巨大的内部热量将损坏运算放大器。
另一个常见问题是，如果在电源 +VS 或 –VS 为 0V 时向输入引脚施加输入信号，放大器如何响应。同样，相关结果取决于电源在 0V 或低于输入信号幅值时的特性。 如果电源表现为高阻态，那么运算放大器电源电流可由输入源经电流钳位二极管提供。 但该状态并非正常偏置条件，放大器极有可能无法正常工作。 如果电源表现为低阻态，则通过钳位二极管的电流将变得非常大。 电流水平取决于输入源的供电能力以及输入路径中的所有电阻。
如果不确定电源对该电流的吸收能力，可在电源引脚外接齐纳二极管；请参见Figure 30。 齐纳电压要选择好，这样二极管就不会在正常工作期间被导通。 但齐纳二极管的电压必须足够低，以便齐纳二极管能够在电源引脚超过安全工作电压水平时导通。
7.3.3 工作电压
OPA161x 系列运算放大器由 ±2.25V 至 ±18V 电源供电运行，并保持出色性能。 OPA161x 系列器件支持的工作电源压差最低为 +4.5V，最高为 +36V。 不过，有些应用不要求正负输出电压的摆幅相同。 OPA161x 系列器件就不要求它的正负供电电源相等。 例如，正电源可设为 +25V，而负电源可设为 –5V。
但无论何时，共模电压都必须保持在指定范围内。 另外，一些关键指标是在额定温度范围TA = –40°C 至 +85°C 内有保证的。 典型特性介绍了随工作电压或温度变化而变化的一些参数。
7.3.4 输入保护
OPA1611 和 OPA1612 的输入引脚采用反向并联二极管提供保护，避免因差分电压过大而受损，如Figure 31 所示。 在大部分电路应用中，输入保护电路并不产生实际影响。 但在低增益或 G = +1 的电路中，快速变化的输入信号会导致这些二极管正向偏置，因为放大器输出对这种输入快速变化的响应速度不足。 所产生的效果如典型特性中的Figure 17 所示。 如果输入信号的变化速度足以建立这种正向偏置条件，那么输入信号电流必须限定为不高于 10mA。 如果未对输入信号电流进行限定，则可使用输入串联电阻 (RI) 或反馈电阻 (RF) 来限制信号输入电流。 该输入串联电阻会降低 OPA1611 的低噪声性能，噪声性能部分对其进行了探讨。Figure 31 所示为同时使用限流输入电阻和反馈电阻的配置示例。
Figure 31. 脉冲操作