EL5150、EL5151、EL5250、EL5251、EL5451是200MHz带宽-3dB电压模式反馈放大器

元器件信息   2022-11-21 09:31   350   0  


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特征

•200MHz-3dB带宽

•67V/μs转换速率

•非常高的开环增益50kV/V

•低电源电流=1.4mA

•5V至12V的单电源

•从±2.5V到±5V的双电源

EL5150EL5250上的快速禁用

•低成本

•提供无铅加退火(符合RoHS标准)

应用

•成像

•仪表

•视频

•通信设备

说明

200MHz放大器

EL5150、EL5151、EL5250、EL5251EL5451是200MHz带宽-3dB电压模式反馈放大器,直流精度为0.01%,1mV偏置和10kV/V开环增益。这些放大器非常适合于从精密测量仪器到高速视频和监视器应用的应用。这些放大器能够在5V到12V的单电源、从±2.5V到±5.0V的双电源的1.4mA电流下工作,这些放大器还非常适合手持、便携式和电池供电的设备。

单放大器在SOT-23封装中提供,双放大器在10LD MSOP封装中提供,适用于电路板空间至关重要的应用。四路放大器可在一个14 Ld SO封装。此外,单管和双管可在工业标准8 Ld SO封装中使用。所有零件的工作温度范围为-40°C至+85°C。

管脚引线

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订购信息

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注:Intersil无铅加退火产品采用特殊无铅材料组;模塑化合物/模具连接材料和100%哑光锡板终端饰面,符合RoHS标准,并与SnPb和无铅焊接操作兼容。Intersil无铅产品的MSL分类为无铅峰值回流焊温度,满足或超过IPC/JEDEC J STD-020的无铅要求。

典型性能曲线

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产品描述

EL5150、EL5151、EL5250、EL5251和EL5451是宽带宽、低功耗、低失调电压反馈运算放大器,可从单电源或双电源供电。这一系列运算放大器内部补偿的闭环增益为+1或更大。以电压跟随器模式连接,驱动一个500Ω负载的放大器家族成员展示了约200MHz的-3dB带宽。加载设置为适应典型的视频应用,150Ω负载和增益设置为+2,带宽减少到约40MHz,转换速率为67V/μs。当放大器被禁用时,EL5151和EL5251上的断电引脚将该放大器系列已经很低的功耗需求降低到12μA。

输入、输出和电源电压范围EL5150及其家族成员的设计可在5V至12V的电源电压范围内工作。对于分体式电源操作,电源电压范围为±2.5V至±5V。当然,如应用电路部分所示,使用一个简单的分压器将单个电源的一半分开,就可以很容易地实现分供电操作。

输入共模范围

这些放大器有一个输入共模电压范围从3.5伏以上的负电源(VS-引脚)到3.5伏以下的正极电源(VS+引脚)。如果输入信号被驱动超过这个范围,输出信号将显示失真。

最大输出摆动和负载电阻

在负载电阻为500Ω的情况下,EL5150及其家族成员的最大输出摆幅范围为-4V至4V。当然,随着负载电阻的降低,输出摆幅也相应降低;例如,如果负载电阻为150Ω,则输出摆幅在-3.5V到3.5V之间。这种响应是欧姆定律的简单应用,表明电阻值越低,放大器的电流需求越大。此外,负载电阻影响该系列以及所有运算放大器的频率响应;如各种RL曲线的增益与频率的关系清楚地表明的那样。在负载响应为零的情况下,负载的响应随负载的变化而减小。

选择反馈电阻

需要一个反馈电阻来实现单位增益;只需将输出引脚短接到逆变输入引脚。大于+1的增益需要反馈和增益电阻来设置所需的增益。这很有趣,因为反馈电阻在逆变输入端与寄生电容形成一个极点;当反馈电阻增加频率域中极移的位置时,放大器的相位裕度减小,放大器变得不稳定。频率域的峰值和时域的振铃是极点位置偏移的症状。所以我们希望反馈电阻尽可能小。出于某些原因,您可能需要使用一个大的反馈电阻器;在这种情况下,为了补偿磁极的偏移并保持稳定性,建议在几个皮卡法拉范围内与反馈电阻器并联的小电容器。

对于大于单位的增益,已确定反馈电阻在500Ω到750Ω之间可提供最佳响应。

增益带宽积

EL5150及其家族成员的增益带宽乘积为40MHz,增益为+5。带宽可通过以下公式预测:

(增益)x(BW)=增益带宽积

视频表演

为了获得良好的视频性能,放大器需要在输出端改变直流电平时保持相同的输出阻抗和相同的频率响应;这一特性被广泛称为“差分增益-差相”。许多放大器在这方面有困难,特别是在驱动150Ω标准视频负载时,因为输出电流有随直流电平变化的自然趋势。这些系列的dG和dP分别为0.04%和0.9°,而在增益为2时驱动150Ω。驱动高阻抗负载将提供类似或更好的dG和dP性能,因为施加在放大器上的电流输出需求随着负载的增加而减少。

驱动电容性负载

这些器件可以很容易地驱动要求高达27pF的电容性负载,并与500Ω并联,同时将峰值保持在单位增益峰值的5dB以内。当然,如果需要较少的峰值,可以将一个小的串联电阻(通常在5Ω到50Ω之间)与输出串联,以消除大多数峰值;但是,会有一个小的增益牺牲,可以通过简单地调整增益电阻器的值来恢复。

驱动电缆

所有电缆的两端必须始终正确端接;双端接对于无反射性能是绝对必要的。此外,放大器输出端的一个后端接串联电阻将放大器与电缆隔离,并允许进行广泛的电容驱动。然而,其他应用可能具有高电容性负载,而无需后端电阻器。同样,在输出端安装一个小的串联电阻可以帮助减少峰值。

禁用/断电

具有禁用功能的设备可以在其输出处于高阻抗状态时禁用。关断时间约330ns,导通时间约130ns。禁用时,放大器的电源电流通常降低到17μA;基本上消除了功耗。放大器的断电由启用引脚处的标准TTL或CMOS信号电平控制。应用的逻辑信号与VS-pin有关。让使能引脚浮动或应用低于0.8V以上的信号-启用放大器。当启用引脚处的信号高于VS+-1.5V时,放大器被禁用。

输出驱动能力

EL5150系列的成员没有内部短路保护电路。通常,短路电流范围为70mA和95mA,并且,如果输出无限期短路,零件很容易因过热而损坏;或者过大的电流密度可能最终损害金属的完整性。如果输出电流始终保持在±40mA以下,则保持最大可靠性。这个限制是由内部金属互连的设计来设置和限制的。请注意,在瞬态应用中,零件非常坚固。

功率损耗

由于这些器件的高输出驱动能力,在某些负载电流条件下,有可能超过125℃的绝对最高结温。因此,计算一个放大器的最大工作温度或工作条件是重要的。

一个组件中允许的最大功耗根据以下条件确定:

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其中:

TJMAX=最高结温

TAMAX=最高环境温度

qJA=包装的热阻

IC实际产生的最大功耗是总静态电源电流乘以总电源电压,再加上IC因负载而产生的功率,或:

对于采购:

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对于下沉:

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其中:

VS=电源电压

ISMAX=最大静态供电电流

VOUT=应用的最大输出电压

RLOAD=接地负载电阻

ILOAD=负载电流

N=放大器数量(最大值=2)

通过设置两个PDMAX方程相等,我们可以求解输出电流和负载,以避免器件过热。

电源旁路印刷电路板布局

与任何高频设备一样,良好的印刷电路板布局对于优化性能是必要的。引线长度应尽可能短。电源管脚必须绕过,以降低振荡的风险。对于正常的单电源操作,当VS引脚连接到接地层时,从VS+到GND,一个4.7μF钽电容器与一个0.1μF陶瓷电容器并联就足够了。如果要使用分体式电源,则应将相同的电容器组合放置在接地的每个电源引脚上。在这种情况下,VS-pin成为负电源轨。

印刷电路板布局

为了获得良好的交流性能,寄生电容应保持在最小值。应避免使用线绕电阻器,因为它们具有附加的串联电感。如果可能,也应避免使用插座。插座会增加寄生电感和电容,从而导致性能下降。在放大器的反向输入引脚寄生电容最小化是非常重要的。反馈电阻应放置在非常靠近反向输入引脚的位置。建议采用带状线设计技术。

应用电路

苏伦键低通滤波器

一个普通的易于实现的滤波器利用了EL5150的宽带、低偏移和低功耗要求。为了方便起见,还对传递函数进行了推导。(见图39)

苏伦键高通滤波器

同样,这种有用的过滤器得益于EL5150的特性。传递函数与低通非常相似,因此只显示结果(见图40)

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差分输出仪表放大器

在传统的三放大器仪表放大器的基础上增加了第三个放大器,引入了差分信号实现的优点;特别是使用共模抑制消除耦合噪声和地电位误差的优点传输。这个配置也提供了增强的带宽,更宽的输出摆幅和更快的转换率比传统的三个放大器解决方案只需额外的放大器和几个电阻的成本。

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应变计

应变计是利用EL5150的中等带宽和高精度的理想应用。电路的工作非常直接。当平衡电桥中的应变可变元件电阻受到越来越大的应变时,其电阻变化会导致电桥的不平衡。来自参考高精度源的电压变化被产生并通过缓冲级转换到差分放大器。这个电压差作为应变的函数被转换成输出电压。

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MSOP包外形图

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SO包装外形图

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SOT-23包装外形图

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