AD8004是四路3000v/μs，35mw电流反馈放大器

特征

高速

250 MHz–3 dB带宽（G=+1）

3000 V/s转换速率

21纳秒的稳定时间为0.1%

2V步进的1.8ns上升时间

低功率

3.5 mA/Amp电源电流（35 mW/Amp）

单电源运行

完全指定+5 V电源

良好的视频规格（RL=150，G=+2）

增益平坦度0.1 dB至30 MHz

0.04%差分增益误差

0.10差分相位误差低失真

–5 MHz时为78 dBc THD

–20MHz时为61 dBc THD

50毫安的高输出电流

提供14线PDIP、SOIC和CERDIP

应用

图像扫描仪

有源滤波器

视频切换器

特效

一般说明

AD8004是一款四路、低功耗、高速放大器，设计用于单电源或双电源供电。它采用电流反馈结构，具有3000V/ms的高转换率，使AD8004成为处理大振幅的理想选择脉冲。另外AD8004的增益平坦度为0.1db～30mhz，差分增益和相位误差分别为0.04%和0.10∞。这使得AD8004适用于摄像机和视频切换器等视频电子设备。

AD8004提供3.5毫安/放大器的低功耗，可在单个+4 V至+12 V电源上运行，同时能够提供高达50毫安的负载电流。所有这些都是在一个小的14线DIP或14线SOIC封装中提供的。这些特点使该放大器成为便携式和电池供电应用的理想选择，在这些场合，尺寸和功率至关重要。

AD8004卓越的250MHz带宽和3000V/ms的转换速率使其适用于许多需要高达±6V的双电源和4V到12V的单电源的通用高速应用。在N和R组件中，AD8004的工业温度范围为-40∞C至+85∞C，而Q组件的军用温度范围为-55∞C至+125∞C。

接线图

订购指南

最大功耗

AD8004可安全耗散的最大功率受到相关结温升高的限制。塑料封装器件的最高安全结温度由塑料的玻璃化转变温度决定，大约为+150°C。暂时超过该极限可能会由于封装对模具施加的应力发生变化而导致参数性能的变化。长时间超过+175°C的结温会导致设备故障。

虽然AD8004有内部短路保护，但这可能不足以保证在所有情况下都不会超过最高结温。为确保正常工作，必须遵守最大额定功率。

注意安全

静电放电敏感装置。高达4000V的静电电荷很容易在人体和测试设备上积聚，并且可以在未经检测的情况下放电。虽然AD8004具有专有的ESD保护电路，但在遭受高能静电放电的设备上可能会发生永久性损坏。因此，建议采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

典型性能特征-AD8004

操作理论

AD8004是一个新的高速电流反馈（CF）放大器系列的一员，它提供了新的带宽、失真和信号摆动能力。它的宽动态范围能力是由于一个互补的高速双极过程和一个新的设计架构。AD8004基本上是两级（图30），而不是传统的单级设计。这两个阶段都具有与电流反馈放大器相关的电流按需特性。这使得静态电流与动态性能的比率达到了前所未有的水平。转换速率和全功率带宽的重要特性得益于此性能。另外，第二级增益缓冲了负载阻抗的影响，大大降低了失真。

AD8011的数据表中提供了对这种新放大器结构的完整讨论。本讨论仅涉及操作的基本原则。

直流和交流特性

与传统运算放大器电路一样，直流闭环增益定义为：

不可逆操作

反转操作

考虑开环增益误差的更精确关系是：

用于反转（G为负）

对于不可逆性（G为阳性）

在这些方程中，开环电压增益（AO（s））是电压反馈放大器和电流反馈放大器共同的，是输出电压与差分输入电压的比值。开环跨阻增益（TO（s））是输出电压与逆变输入电流之比，适用于电流反馈放大器。在tpc15和18中，绘制了AD8004的开环电压增益和开环跨阻增益与频率的关系曲线。这些曲线和基本关系可以用来预测AD8004的一阶性能。在低闭环增益下，项（RF/TO（s））控制频率响应特性。这给出了带宽与增益恒定的结果，这是电流反馈放大器的一个常见特性。

选择1K的RF作为标称值，以获得最佳频率响应，在增益为+2/-1时达到可接受的峰值。从以上关系可以看出，在较高的闭环增益下，降低射频具有增加闭环带宽的效果。表一给出了各种增益的RF和RG的最佳值。

驱动电容性负载

AD8004主要用于驱动非反应性负载。如果需要带电容元件的驱动负载，则通过添加一个小的串联电阻来获得最佳的稳定响应，如图6所示。附图显示了RSERIES与电容性负载的最佳值。值得注意的是，当驱动大容量电容性负载时，电路的频率响应将由RSERIES和CL的被动滚降控制。

优化平面度

精细尺度增益平坦度和-3dB带宽受以下因素影响反馈选择是电流反馈放大器的正常选择。除了增益=+1外，AD8004可以调整为具有适度闭环带宽的最大平坦度，或具有更大带宽的适度峰值频率响应。图8显示了三个均匀间隔的射频变化对增益=+1和增益=+2的影响。表一显示了实现最大平坦频率响应以及更快稍微峰值频率响应的建议组件值。

印刷电路板寄生和器件引线框寄生也控制精细尺度的增益平坦度。AD8004R封装由于其引线框架较小，相对于N封装提供了优越的寄生能力。在印刷电路板环境中，由两个平行和垂直的扁平导体在和结区域的相对PC板侧引起的附加电容等寄生效应将导致带宽的扩展和/或峰值的增加。在非互易增益中，附加电容对求和结的影响远比反向增益更显著。图9显示了一个例子。注意，只有1 pF的附加结电容会导致大约70%的带宽扩展和增益=+2的额外峰值。对于反向增益=–2，5 pF的额外求和结电容导致了10%的带宽扩展。

额外的输出电容性负载也会导致带宽扩展和峰值。下一阶段的电阻负载越小，效果越明显。图10显示了直接输出电容性负载对增益+2和-2的影响。对于这两种增益，CLOAD设置为10 pF或0 pF（无额外电容负载）。对于图10中的四条记录道，电阻负载为100。图11还显示了输出电阻负载较轻时的电容性负载效果。请注意，即使带宽扩展了2￥，平坦度也会显著降低。

驱动单电源A/D转换器

新的CMOS A/D转换器对驱动它们的放大器提出了更高的要求。更高的分辨率，更快的转换率，和输入开关的不规则性要求优越的沉降特性。此外，这些设备使用单+5V电源供电，功耗低，因此良好的单电源运行和低功耗是非常重要的。AD8004很好的定位于驱动这种新型的A/D转换器。

图12显示了一个使用AD8004驱动AD876的电路，这是一个单电源、10位、20毫秒/秒的a/D转换器，只需要140兆瓦。使用AD8004进行电平转换和驱动，与从信号发生器驱动时相比，A/D的性能没有下降。

AD876的模拟输入跨距为2V，中心约为2.6V。电阻网络和偏置电压提供将0 V至1 V输入信号转换为AD876希望看到的3.6V至1.6V范围所需的电平偏移和增益。

将AD8004的非倒相输入偏置为1.6V直流电，使反向输入为1.6V直流电，以实现放大器的线性工作。当输入为0 V时，有3.2 mA通过R1（1.6 V/499Ω）流出求和结。R3有1.2 mA的电流流入求和结（3.6 V–1.6 V）/1.65 kΩ。这两个电流的差（2毫安）必须流过R2。该电流流向求和结，要求输出比求和结高2V或3.6V。

当输入为1 V时，有1.2 mA通过R3流入求和结，1.2 mA通过R1流出。这些电流平衡，没有电流流过R2。因此，输出电压与逆变输入相同或为1.6V。

AD876的输入端有一个串联的MOSFET开关，它以采样率打开和关闭。这个MOSFET连接到器件内部的一个保持电容器上。MOSFET的导通阻抗约为50Ω，而保持电容约为5pf。

在最坏的情况下，AD876的输入电压将在一个采样周期内改变满标度值（2V）。当输入MOSFET开启时，运算放大器的输出将通过MOSFET的串联电阻连接到带电荷的保持电容器上。如果没有任何其他串联电阻，流过的瞬时电流将为40毫安。这将导致解决问题的运算放大器。

100Ω系列电阻器将MOSFET接通后瞬时流动的电流限制在13毫安左右。该电阻不能太大，否则会影响高频性能。

AD876的采样MOSFET在每个周期中仅关闭一半或25ns。大约需要7个时间常数才能稳定到10位。100Ω系列电阻器以及50Ω导通电阻和保持电容器产生750 ps的时间常数。这些值为结算留下了一个舒适的余地。与使用信号发生器驱动相比，使用运算放大器A/D组合获得的结果相同，表明运算放大器的稳定速度足够快。

总的来说，AD8004为AD876 A/D转换器提供了足够的缓冲，而不会引入比A/D转换器本身更大的失真。

布局注意事项

AD8004的高速性能要求对电路板布局和元件选择给予仔细的注意。表一显示了AD8004的推荐组件值，图14-16显示了AD8004评估板（14引线DIP和SOIC）的布局。正确的射频设计技术和低寄生元件的选择是必须的。

PCB应具有一个接地板，覆盖电路板组件侧的所有未使用部分，以提供低阻抗接地路径。接地层应该从靠近输入引脚的区域移除，以减少杂散电容。

片式电容器应用于电源旁路（见图13）。一端应连接到接地层，另一端应在每个电源插脚的1/8“范围内。另外（4.7μF至10μF）钽电解电容器应并联连接。

反馈电阻应靠近反向输入管脚，以便将该节点的杂散电容保持在最小值。当在低非反转增益下工作时，反向输入处大于1pF的电容将显著影响高速性能。图10的曲线图上可以看到额外的反向输入电容的例子。

带状线设计技术应用于长信号道（大于约1”）。这些设备应设计为适当的系统特性阻抗，并在每一端适当端接。

笔记

1、 列出的电阻值为标准的1%公差。

2、 为50Ω特性输入阻抗选择RT。

外形尺寸

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