OP162/OP262/OP462是15MHz轨对轨运算放大器

特征

宽带：15 MHz

低偏移电压：最大325μV

低噪声：9.5 nV/√Hz@1 kHz

单电源操作：2.7 V至12 V

轨间输出摆动

低TCVOS:1μV/°C典型值

高转换率：13 V/μs

无相位反转

单位增益稳定

应用

便携式仪器

采样ADC放大器

无线区域网路

直接接入安排

办公自动化

一般说明

OP162（单）、OP262（双）和OP462（四）轨对轨15 MHz放大器具有新设计所需的额外速度，具有精度和低功耗运行的优点。由于其极低的偏移电压45μV（典型值）和低噪声，它们非常适合精密滤波器应用和仪器仪表。500μA的低电源电流（典型值）对于便携式或密集型设计至关重要。此外，与标准视频放大器相比，轨对轨输出摆动提供了更大的动态范围和控制。

这些产品从低至2.7V的单电源到±6V的双电源工作。快速的稳定时间和宽的输出波动建议它们作为A/D采样缓冲器转换器许多音频和显示应用需要30毫安的输出驱动器（接收器和源）；在有限的持续时间内可以提供更多的输出电流。OPx62系列在扩展的工业温度范围（–40°C至+125°C）范围内指定。单OP162放大器有8线SOIC、MSOP和TSSOP封装。双OP262放大器有8线SOIC和TSSOP封装。四路OP462放大器有14线，窄体SOIC和TSSOP封装。

引脚配置

典型性能特征

应用

功能描述

OPx62系列是使用模拟器件的高速互补双极工艺（也称为XFCB）制造的。这种工艺沟隔离每个晶体管，以降低寄生电容，以实现高速性能。在不牺牲模拟器件互补双极工艺的优良晶体管匹配和整体直流性能特性的情况下，实现了这种高速过程。这使得OPx62系列成为一个非常快速和精确的低电压运算放大器的绝佳选择。

图33显示了OP162的简化等效示意图。在设备的输入端使用PNP差分对。发射极的交叉连接降低了输入级的跨导，提高了器件的转换速率。通过交叉连接发射极来降低跨导还有另一个优点，它提供了比使用发射极退化电阻器时更低的噪声因子。输入级可以在基极电压一直被带到负电源上时工作，或者在正电源的1V范围内工作。

输出级使用两个共用发射极配置的互补晶体管。这使得装置的输出在负载电流小于1毫安的情况下摆动至任一供电轨的50毫伏以内。随着负载电流的增加，输出的最大电压摆幅减小。这是由于集电极到发射极饱和电压的输出晶体管增加。输出级的增益以及放大器的开环增益取决于连接在输出端的负载电阻。由于主极频率与开环增益成反比，因此器件的单位增益带宽不受负载电阻的影响。在轨对轨输出设备中，这是典型的情况。

偏移量调整

因为OP162/OP262/OP462具有异常低的典型偏移电压，所以可能不需要调整到正确的偏移电压。然而，OP162有引线连接零位电阻器。图34显示了如何通过在针脚1和针脚8之间连接电位计并将雨刮器连接到VCC来调整OP162偏移电压。重要的是要避免意外地将雨刮器连接到VEE，因为这会损坏设备。电位计的建议值为20 kΩ。

轨对轨输出

OP162/OP262/OP462的输出电压范围很广，在负载电流为5毫安的情况下，每个供电轨的输出电压范围都在60毫伏以内。降低负载电流可以使输出电压范围更接近电源轨。共模输入范围从接地扩展到正极电源的1V范围内。当需要轨对轨输出摆动时，建议有一些最小的增益量。所需的最小增益基于电源电压，可以找到：

其中VS是正电源电压。单电源电压为5V时，实现轨对轨输出的最小增益应为1.25。

输出短路保护

为了实现宽带宽和高转换率，OP162/OP262/OP462的输出不受短路保护。将输出直接短路到地面或供电轨可能会损坏设备。典型的最大安全输出电流为±30毫安。应采取措施确保设备的输出不会被迫源或汇大于30毫安。

在需要一些输出电流保护，但不以降低输出电压净空为代价的应用中，可以使用与输出串联的低值电阻器。如图35所示。电阻器连接在放大器的反馈回路中，因此，如果VOUT对地短路，并且VIN摆动到5 V，输出电流将不超过30 mA。对于单5 V电源应用，建议不要使用小于169Ω的电阻器。

输入过压保护

输入电压应限制在±6 V，否则会损坏设备。放置在设备输入级的静电保护二极管有助于保护放大器不受静电放电的影响。二极管连接在每个输入之间以及从每个输入到两个电源引脚，如图33中的简化等效电路所示。如果输入电压超过电源电压0.6 V以上，或差动输入电压大于0.6 V，则这些二极管通电，导致过压损坏。

输入电流应限制在5毫安以下，以防止器件退化或损坏，方法是将一个与输入串联的外部电阻器置于过驱动的风险之下。电阻的大小可以用最大输入电压除以5毫安来计算。例如，如果差分输入电压可以达到5 V，则外部电阻应为5 V/5 mA=1 kΩ。在实践中，该电阻应与两个输入串联，以平衡由输入偏置电流产生的任何偏移电压。

输出相位反转

只要输入电压限制在±6 V，OP162/OP262/OP462就不会发生相位反转。图30显示了输入电压驱动超过电源电压的设备的输出。虽然装置的输出不改变相位，但由于输入过电压而产生的大电流可能会导致装置损坏。在输入电压可能超过电源电压的应用中，应使用上一节所述的过电压保护。

功率损耗

OP162/OP262/OP462可安全耗散的最大功率受到相关结温升高的限制。最高安全结温为150℃；超过此限值时，器件性能会受到影响。如果只是暂时超过该最大值，一旦模具温度降低，电路将恢复正常工作。将设备长时间处于“过热”状态可能会导致设备永久损坏。

要计算OPx62的内部结温度，请使用以下公式

其中：

TJ是OPx62结温。PDISS是OPx62的功耗。

θJA是OPx62封装的热阻，结到环境温度。

TA是电路的环境温度。

装置消耗的功率可计算为：

其中：

ILOAD是OPx62输出负载电流。

VS是OPx62电源电压。

VOUT是OPx62的输出电压。

图36和图37提供了一种方便的方法来确定设备是否过热。根据封装类型和封装周围的环境温度，可以图形化地找到最大的安全功耗。通过使用前面的公式，很容易看出PDISS是否超过了设备的功率降额曲线。为确保正确操作，必须遵守图36和图37所示的推荐降额曲线。

未使用的放大器

建议将双或四个封装中未使用的放大器配置为单位增益跟随器，并将1 kΩ反馈电阻从逆变输入连接到输出，非反转输入连接到接地层。

通电稳定时间

在某些通电敏感的应用中，运放输出在电源电压传输后稳定所需的时间是一个重要的考虑因素。例如，在A/D转换器中，通电后直到产生有效数据的时间非常重要。

OPx62系列在通电后有很快的稳定时间。图38显示了单电源电压VS=+5 V时的OP462输出稳定时间。图39中的测试电路用于查找设备的通电稳定时间。

电容负载驱动

OP162/OP262/OP462是高速、非常精确的设备，在其输出端能够承受一些电容性负载。随着负载电容的增加，OPx62器件的单位增益带宽减小。这也会导致输出的超调量和稳定时间增加。图41显示了一个例子，该装置配置为单位增益，并驱动并联的10 kΩ电阻器和300 pF电容器。

通过将一个串联的R-C网络（通常称为“缓冲”网络）从设备的输出端连接到地面，可以消除这种振铃并显著降低超调量。图40显示了如何设置缓冲网络，图42显示了添加网络后输出响应的改进。

该网络与负载电容器CL并联运行，并对增加的相位滞后进行补偿。网络电阻和电容的实际值是根据经验确定的，以最小化过冲和最大化单位增益带宽。表6显示了一些大型负载电容器的缓冲网络示例。

较高的负载电容会降低器件的单位增益带宽。图43显示了单位增益带宽与电容性装载。缓冲网络不提供任何带宽的增加，但它大大减少了振铃和超调，如图41和图42之间所示。

总谐波失真和串扰

OPx62设备系列提供低总谐波失真，使其成为音频应用的最佳选择。图44显示了OP462在0.001%时的THD加噪声图。

图45显示了OP462中两个放大器之间的最坏情况串扰。在测量相邻放大器的输出时，向一个放大器施加1v rms信号。两个放大器配置为单位增益，并提供±2.5V。

PCB布局注意事项

由于OP162/OP262/OP462可以在高频下提供增益，因此建议仔细注意电路板布局和元件选择。与任何高速应用一样，良好的接地平面对于实现最佳性能至关重要。通过提供低阻抗参考点，这可以显著降低接地回路和I×R损耗的不良影响。最好的结果是用一层指定给地平面的多层板设计。

使用片式电容器进行电源旁路，电容器的一端连接到接地层，另一端连接到每个电源引脚1/8英寸范围内。额外的大型钽电解电容器（4.7μF至10μF）应并联连接。这个电容器在设备的输出端为快速、大的信号变化提供电流；因此，它不需要放在离电源管脚很近的地方。

应用电路

单电源立体声耳机驱动器

图46显示了一个立体声耳机输出放大器，可以从一个5伏的电源。用两个100 kΩ电阻器将电源电压除以，得出参考电压。10μF电容器可防止电源噪声污染音频信号，并为音量控制电位计建立交流接地。

音频信号通过10μF电容器交流耦合到每个非转换输入端。放大器的增益由反馈电阻控制，为（R2/R1）+1。在本例中，增益为6。通过移除R1，放大器将具有单位增益。为了短路保护装置的输出，在反馈网络的输出端放置一个169Ω电阻器。这可以防止耳机输出短路时对设备造成任何损坏。输出端使用270μF电容器将放大器与耳机耦合。由于耳机的低阻抗，其范围为32Ω到600Ω或更高，因此该值远大于用于输入的值。

仪表放大器

OP162/OP262/OP462由于其高速、低偏移电压和低噪声特性，可用于各种高速应用，包括精密仪表放大器。图47显示了这样一个应用程序的示例。

电路的微分增益由RG决定，其中

RG电阻值以kΩ为单位。移除RG将电路增益设为1。

第四个运算放大器OP462-D是可选的，用于通过减少放大器的任何输入电容来提高CMRR。通过屏蔽输入信号引线并用共模电压驱动屏蔽，在共模电压下消除输入电容。该电压由OP462-A和OP462-B输出的中点通过使用两个10kΩ电阻器和OP462-D作为单位增益缓冲器而得出。

对于2 kΩ电阻器，使用1%或更好的公差元件是很重要的，因为共模抑制取决于它们的准确比率。一个电位计也应该与OP462-C非转换输入电阻串联接地，以优化共模抑制。

实施图47中的电路以测试其稳定时间。仪表放大器由−5 V供电，因此输入阶跃电压从−5 V变为+4 V，以将OP462保持在其输入范围内。因此，0.05%的稳定范围是当输出在4.5mv以内时。图48显示正坡沉降时间为1.8μs，图49显示负坡度的沉降时间为3.9μs。

直接接入安排

图50显示了用于600Ω传输系统的5 V单电源传输/接收电话线接口的示意图。它允许在变压器耦合的600Ω线路上进行信号的全双工传输。放大器A1提供可调节的增益，以满足调制解调器输出驱动要求。两者兼而有之A1和A2被配置为向变压器施加最大可能的差分信号。单个5 V电源上可用的最大信号约为4.0 V p-p，接入600Ω传输系统。放大器A3被配置为差分放大器，用于从传输线提取接收信息以通过A4放大。A3还防止发射信号干扰接收信号。A4的增益可以按照与A1相同的方式进行调整，以满足调制解调器的输入信号要求。标准电阻值允许使用SIP（单列直插式封装）格式的电阻阵列。将其与OP462 14线SOIC或TSSOP封装相结合，该电路提供了一个紧凑的解决方案。

外形尺寸

[1]、长期偏移电压由三个独立批次在125°C下进行的1000小时寿命试验保证，LTPD为1.3。

[2]、+25°C和+25°C之间的电压偏移量为+25°C。

[3]、长期偏移电压由三个独立批次在125°C下进行的1000小时寿命试验保证，LTPD为1.3。

[4]、长期偏移电压由三个独立批次在+125°C下进行的1000小时寿命试验保证，LTPD为1.3。

[5]、偏移电压漂移是−40°C到+25°C增量和+25°C到+125°C增量的平均值。

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