1、OPA4521运算放大器说明书OPA452.OPA453 80V,50mA运算放大器德洲仪器,Burr-Brown产品特性: 电源应用范围10V至40V输出负载驱动50mA 连续 输出电压摆幅1V至轨 完全保护设计热关断输出限流工作温度范围-40到+125之间封装选项TO220-7DDPACK-7 表面贴装应用: 压电单元 检测仪器 音频放大器转换器驱动器 饲服驱动器产品介绍:OPA452和OPA453为低成本运算放大器,高压可达80V,高电可达50mA,OPA452具有稳定的单位增益和1.8MHZ的带宽积,OPA453经过优化设计,针对5或更大的增益,带宽达到7.5 MHZ.考虑到超温和电流
2、过载的情况,OPA452和OPA453做了内部保护设计,电源应用范围在10V至40V之间,不像其它运算放大器,OPA452和OPA453对整个电源的应用范围有明确的详细说明.通过激光微调的,庞大的集成电路不仅能提供优良的精确度,还能提供非常广的输出摆幅.特殊设计的产品不仅便于用户使用,而且还能避免倒相现象的产生.OPA452和OPA453采用TO220-7和DDPAK-7两种版本进行封装.产品的连接温度范围在-40到+125之间.绝对最大额定值:电源电压,V+至V - 80V信号输出终端,电压 - (V-)-0.5V至(V+)+0.5V电流 - 5mA输出短路- 连续工作温度-55至+125蓄
3、电温度-65至+150连接温度-+150引脚温度(焊接10秒,TO-220)-300(焊接3秒,DDPAK)-240注意(1)如果耐压等级超出最大额定值,会给仪器带来永久性的损坏,另外,在绝对最大额定值条件下,工作时间延长也可能影响器件的可靠性.(2)输入终端采用二级管箝位至电源轨的方式,如果输入信号的摆幅超出电源轨0.5V,电流则要限制在5mA或更小的范围内.静电放电的灵敏性:集成电路可能由于静电放电原因而损坏,为此,德洲仪器公司建议用户正确安装和处理集成电路,静电放电不仅能降低操作性能,而且还有可能使整个仪器出现故障.由于细小参数的改变,精密的集成电路更容易造成损坏,仪器也就达不到使用标准
4、.电子特性:OPA452; Vs(电源电压)=10V至40V在规定的连接温度范围内列有黑体标注的极限值.Tj(接温)=-40到+125.除非另有说明,这里Tj(接温)=+25,RL=3.8k接地,并且VOUT(输出电压)=0V.参数状态OPA452TA,FA单位最小值典型值最大值偏移电压输入偏移电压 超温漂移 参照电源 超温输入偏流输入偏流输入骗移电流噪声输入电压噪声密度电流噪声密度输入电压范围共型电压范围 共型抑制比 超温入端阻抗微分共型开环增益开环电压增益超温超温频率响应增益-带宽积压摆率设定时间过载恢复时间总谐波失真+噪声输出电压输出超温电压输出超温输出电流短路电流电容负载驱动关断旗标热
5、关断状态输出正常操作热关断连接温度关断关断恢复电源电源电压范围静态电流(每个放大器)超温温度范围规定范围（连接）工作范围（连接）储存范围（环境）热抗TO200-7DDPAK-7电子特性:OPA453; Vs(电源电压)=10V至40V在指定的接温范围内列有黑体标注的极限值.Tj(接温)=-40到+125.除非另有说明,这里Tj(接温)=+25,RL=3.8k接地,并且VOUT(输出电压)=0V.参数状态OPA453TA,FA单位最小值典型值最大值偏移电压输入偏移电压 漂移 参照电源 超温输入偏流输入偏流输入骗移电流噪声输入电压噪声密度电流噪声密度输入电压范围共型电压范围共型抑制比超温入端阻抗微
6、分共型开环增益开环电压增益超温超温频率响应增益-带宽积压摆率设定时间过载恢复时间总谐波失真+噪声输出电压输出超温电压输出超温输出电流短路电流电容负载驱动关断旗标热关断状态输出正常操作热关断连接温度关断关断恢复电源电源电压范围静态电流(每个放大器)超温温度范围规定范围（连接）工作范围（连接）储存范围（环境）热抗TO200-7DDPAK-7注意:除非另有说明,所有的测试都是在+25的环境温度下,高速进行的测试.有效的连接温度为+25.仪器的特殊特性:除非另有说明,这里Tj(接温)=+25,RL=3.8k接地除非另有说明,所有的温度为连接温度,参照”应用信息部分”用环境温度算出仪器在特殊配置情况下的
7、连接温度.1. 开环增益和相位与频率的参照图(见附图)2. 开环增益和相位与频率的参照图(见附图)3. 共型抑制比与频率的参照图(见附图)4. 电源抑制比与频率的参照图(见附图)5. 输入电压及电流噪声光谱密度与频率的参照图(见附图)6. 总谐波失真+噪声与频率的参照图(见附图)7. 最大输出电压摆幅与频率的参照图(见附图)8. 输出电压摆幅与频率的参照图(见附图)9. 开环增益,电源抑制比以及共型抑制比与频率的参照图(见附图)10.输入偏流和输入偏移电流与频率的参照图(见附图)11.静电电流及短路电流与频率的参照图(见附图)12.增益带宽积与频率的参照图(见附图)13.压摆率与温度的参照图(
8、见附图)14.输入偏流和输入偏移电流与共型电压的参照图15. 静电电流及短路电流与温度的参照图(见附图)16.偏移电压生产分布图(见附图)17. 偏移电压飘移分布图(见附图)18.时间设定与闭环增益参照图(见附图)19.小信号过冲与负载电容参照图(见附图)20.大信号阶跃响应21.小信号阶跃响应22.小信号阶跃响应23.小信号阶跃响应应用信息:图1是OPA452当作非倒相放大器的连接图,事实上不管运算放大器采用什么方式的构造配置都可采用OPA452.而OPA453的构造设计则针对5或更大的增益.电源终端,在接近电源引脚的地方必须设有0.1uF或更大的电容器旁路,而且必须确定电容器的额定值和电源
9、电压值比率适当.OPA452和OPA453具有优良的操作性能,输出电流可达50mA.限流OPA452和OPA453内部设有限流电路,限制输出电流到125mA, 如图(仪器特殊特性图)所示,由于连接温度和电源电压的上升,限流可能会有小的改变.限流与热保电路的组合可以防止过载现象的产生(包括接地短路).热保OPA452和OPA453设有热关断电路系统,这些电路系统保护放大器由于过载而造成的损坏.当连接温度达到160的时候,热保电路系统阻止电流输出,同时给仪器降温,当连接温度降到大约140的时候,输出电路会重新自动起动.这个热关断功能是用来替代散热的.热关断电路系统的起动是功耗过多以及散热不充分的适
10、时反应,放大器长期,连续的处在热关断状态会大大降低仪器的可靠性.热关断显示器(旗标)引脚用来监视和确定热关断,在正常操作情况下,旗标引脚输出的电流为50nA,在关断状态下,旗标引脚输出的电流上升到140uA.该电流输出能简单,方便地与外部逻辑连接.图2是该功能应用的两个例子.图1.线路连接图图2 热关断显示电源:OPA452和OPA453具有良好的操作性能,可在10V至40V,或整个80V的供电电源范围内操作.虽然两个仪器的大多数运转特性在整个工作电压范围内不会改变.但是随着工作电压的变化,两个仪器的各项参数会有很大变化.(有关细节,请参照仪器的特殊特性图)仪器在使用时,如果不需要对称的输出电
11、压摆幅,那么电压也不必等幅.OPA452和OPA453可在供电电源范围内采用很小的20V或较高的80V电压进行操作.例如,阴极电源在-10V的情况下,可把阳极电源调到70V,反之亦然.DDPAK-7和TO220的封装采用负极(V-)电源连接的形式,但这种连接方式不是用来输送电流的.为达到最佳的温差性能,封装应直接焊到电路板的铜区(见散热部分).功耗运算放大器的内部功耗非常大.随着连接温度的改变,OPA452和OPA453的所有配置可能会有所改变.如果仪器内部不受热阻限制,那么连接温度和环境温度就会是相同的.然而在实际操作中,仪器本身会产生自热,连接温度也会比环境温度高很多.我们可以通过下面的运
12、算来确定出连接温度,并把它作为环境温度和应用条件的一个参考常数.假设线路配置中采用了OPA452,其负载为600,输出电压为20V,电源在40V之间,环境温度(Ta)为40, ja(热阻)加上散热为30/W.那么:我们首先算出运算放大器的静态加热值:PD(内部功耗)=IQ(静态输入)XVS(电源电压)=6mAx80V=480mW然后算出输出电流:IO=VO/RL=20V/600=33.33mA输出电流=输出电压/负载电阻=20V/600=33.33mA再算出放大器输出晶体管内的功耗:PD(输出级功耗)=IOX(VS-VO)=33.3mAx(40-20)=667mWPD(输出级功耗)=输出电流X
13、(电源电压-输出电压)= 33.3mAx(40-20)=667mWPD(总功耗)= PD(内部功耗)+ PD(输出级功耗)=480Mw=667Mw=1147mW最后算出连接温度:TJ=TA+PDXja即:连接温度(TJ)=40+1147mW X 30/W=74.4在这里:VO=输出电压VS=电源电压IO=输出电流RL=负载电阻TJ=连接温度TA=环境温度ja=热抗安全工作区:这里所说的安全工作区(SOA曲线,图3)是指电压和电流所允许的变化幅度.当输出晶体管的电压(VS-VO)上升的时候,安全输出电流则降低,有关安全工作区的详细说明,请参照”应用报告”SBOA022.安全工作区对输出短路有严格
14、的要求,接地短路不仅使晶体管中的电源电压达到饱和,还能产生125mA的输出电流.在40V电源应用范围内,接地短路会产生10W的内部功耗,这个数值远远大于实际的散热值,因此不做推荐.如果仪器必须在这个范围内进行操作,那最好还是配用散热功能.散热:OPA452或OPA453在操作时产生的功耗会带来连接温度的升高,为了运行稳定,连接温度应限制到+125.多数情况下,仪器需要散热以确保温度不会超出连接温度的最大值,总的来说,散热取决于功耗和环境情况.出于散热目的,DDPAK的封装方式是直接焊到电路板的铜区,在加热铜区温度的同时提高散热度.图4是热抗与电路板铜区的对比参照图视情况而定,有时候仪器的运行还
15、需要附加散热.美国爱美达公司(Aavid Thermal Products)采用独特设计生产的表面贴装散热片可以和上述配置同时配套使用.有关爱美达公司的详情,请登陆网站,以获取更多信息.图4. 热抗与线路板铜区的对比参照图电容负载:针对增益,负载以及工作条件,OPA452和OPA453对其动态特性做了优化设计.低闭环增益及电容负载的组合在降低相位率的同时,还可能带来增益峰化或振荡.如图5所示,工作电路使用电容负载来保持相位率.图6展示的是,工作电路的小信号阶跃反应情况.有关该方面的具体介绍,请登陆,参照”应用报告”SBOA015,以获取更多相关信息.图5.大电容负载的驱动图图6. 工作电路的小
16、信号阶跃反应图增加输出电流:如果50mA的输出电流在使用中不能驱动所需负载,我们可以以并联的方式再加2个或更多的OPA452或OPA453. 如图7所示,运算放大器A1为主运算放大器,运算放大器A2为辅助放大器,在这里用做单位增益缓冲器.同样,我们也可使用外面的输出晶体管来增加输出电流.图8中的工作电路可提供输出电流达到1A.德洲仪器公司针对高输出电流驱动,可编程电流限制,以及输出阻断还开发了OPA547,OPA548,OPA549系列运算放大器.图7.加装并联放大器来提高输出电流图8.外配的输出晶体管提高输出电流(达到1Amp)输入保护:OPA452和OPA453内设箝位二极管,在电压超出供
17、电轨的情况下,使用箝位二极管来保护输入电流,但输入电流必须限制在5mA.虽然有些时候,我们会加一个外置的系列电阻对输入电流进行保护.但因很多输入信号本身采用限流的方式,所以没必要再多加限制电阻.毕竟一系列的大电阻和输入电容的连接会影响仪器运行的稳定性.用低增益使用OPA453虽然OPA453的构造设计是针对5或更大的信号增益,但我们在倒相配置中,在使用外部补偿的同时,还可使用它的高压摆率以及低增益,该技术保留了OPA453在低频状态下的低噪声特性,OPA453在使用时,其高频噪声可能会有小的增加.为保证仪器的稳定运行,在发出二次低频响应的同时,该技术对回路增益进行整形.假设噪声增益(非倒相信号
18、增益)及低频噪声增益(NG1)由电阻率设定, 高频噪声增益(NG2)及过度频率由电容率设定,如果该噪声增益值(该数值可通过NG2=1+CS/CF来算出)大于运算放大器所建议的最小稳定增益,并且该噪声增益极(通过1/RFCF设定)能够正确摆放,那么就会产生二次低频响应要想算出CS和CF的值,就必须首先解决两个参数和三个方程,第一, 高频噪声增益的系数必须比OPA453的最小稳定增益大,第二,用信号增益(G=-1)确定低频噪声增益(NG1=1+RF/RG),用这两个增益,就能算出OPA453的增益带宽积,与此同时,再找出低频响应值,(Q=0.707),那么补偿电路的基本频率值就能算出来了.图9中的
19、F_3dB大约为180KHZ,这个数值比想象的要低(注:用NG1除以GBP得到的数值要比这个大).在提供符合标准的输出压摆率的同时,补偿网络把带宽控制到低值.在频率低于NG1/Z0的情况下,由于回路增益的上升,可能造成失真运做.在NG1=2,NG2=10(无寄生调整)情况下,我们可算出图10中的电容值.用实际负载值,通过检查小信号阶跃响应来改善实际的电路值.图9是OPA453在负载等于1000pF,G=-1状态下的小信号阶跃反应图.该电路不会产生波动反应,如果拿掉CS和CF,电路运转就会不稳定.图9 在G=-1的情况下,OPA453的补偿图图10. 小信号阶跃响应包装材料信息:带,卷信息A0设
20、计接纳元件宽度的尺寸B0设计接纳元件长度的尺寸K0设计接纳元件厚度的尺寸W定义装料带的总宽度的尺寸P1定义相邻凹坑中心之间的间差仪器包装类型包装设计引脚SPQ卷的直径(mm)卷的宽度W1(mm)A0(mm)B0(mm)K0(mm)P1(mm)W(mm)引脚象限OPA452FA/500DDPAKKTW7500330.024.410.615.64.916.024.0Q2OPA452FAKTWTDDPAKKTW750330.024.410.615.64.916.024.0Q2OPA453FAKTWTDDPAKKTW750330.024.410.615.64.916.024.0Q2所有尺寸为标准中规定
21、的名义尺寸仪器包装类型包装设计引脚SPQ长度宽度高度民主OPA452FA/500DDPAKKTW7500346.0346.041.0OPA452FAKTWTDDPAK KTW7500346.0346.041.0OPA453FAKTWTDDPAKKTW7500375.0346.057.0所有尺寸为标准中规定的名义尺寸包装选项补充/包装信息:可订货仪器 状态 包装类型 包装设计 引脚 包装数量 环保计划 铅/焊球涂层 MSL等级/ 回流焊峰OPA452FA 良品已呆滞 DDPAK KTW 7 TBD 致电TI 致电TIOPA452FA/500 活动规定 DDPAK KTW 7 500 GREEN(
22、ROHS&无Sb/Br) CU SN Level-3-245c-168HROPA452FA/500G3 活动 DDPAK KTW 7 500 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN Level-3-245c-168HROPA452FAKTWT 活动 DDPAK KTW 7 50 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN Level-3-245c-168HROPA452FAKTWTG3活动 DDPAK KTW 7 50 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN Level-3-245c-168HROPA452TA 活动 TO-220 KC 7 49 GREEN(ROHS
23、&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA452TA-1 活动 TO-220 KVT 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA452TA-1G3 活动 TO-220 KVT 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA452TAG3 活动 TO-220 KC 7 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA453FA 良品已呆滞 DDPAK KTW 7 50 GREEN(ROHS&无Sb/Br) 致电TI 致电TI
24、OPA453FAKTWT 活动 DDPAK KTW 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN Level-3-220c-168HROPA453TA 活动 TO-220 KC 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA453TA-1 活动 TO-220 KVT 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA453TA-1G3 活动 TO-220 KVT 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg TypeOPA453TAG3 活动
25、TO-220 KC 7 49 GREEN(ROHS&无Sb/Br) CU SN N/A for Pkg Type产品的市场情况定义如下:ACTIVE :建议采用新型的产品LIFEBUY :停产产品,终生不再生产的产品NRND :不建议采用新产品,为支持现有客户而生产的产品PREVIEW :产品已经公布,但还没有生产,有(没有)样品OBSOLETE :仪器已经停止生产Eco-Plan :环保计划,计划分类:无铅(ROHS),无铅(ROHS,豁免),绿色(ROHS&无Sb/Br)RoHS是欧盟一个测试认证。是对电子原材料及元件进行欧盟RoHS禁用化学物质的测试与验证服务。针对的产品和对象有重金属
26、,机溴化合物（阻燃剂）,机氯化合物,无机元素,有机锡化合物,其他等。请登陆Pb-Free(ROHS,豁免):无铅(ROHS,豁免):这里的豁免指的是1)以铅为基底的用在压模和包装之间的覆晶焊锡凸块.或2)以铅为基低的用在压模和铅框间的粘结剂GREEN(ROHS&无Sb/Br):绿色(ROHS&无Sb/Br):德洲仪器公司把绿色定义为无铅(ROHS,兼容的),无溴(Br),以锑(Sb)为基底的阻燃剂MSL :湿度敏感性,采用JEDEC工业标准划分.PEAK SOLDER TEMPERATURE:回焊温度重要声明德州仪器(TI)及其下属子公司有权在不事先通知的情况下，随时对所提供的产品和服务进行更
27、正、修改、增强、改进或其它更改，并有权随时中止提供任何产品和服务。客户在下订单前应获取最新的相关信息，并验证这些信息是否完整且是最新的。所有产品的销售都遵循在订单确认时所提供的TI销售条款与条件。TI保证其所销售的硬件产品的性能符合TI标准保修的适用规范。仅在TI保修的范围内，且TI认为有必要时才会使用测试或其它质量控制技术。除非政府做出了硬性规定，否则没有必要对每种产品的所有参数进行测试。TI对应用帮助或客户产品设计不承担任何义务。客户应对其使用TI组件的产品和应用自行负责。为尽量减小与客户产品和应用相关的风险，客户应提供充分的设计与操作安全措施。TI不对任何TI专利权、版权、屏蔽作品权或其它与使用了TI产品或服务的组合设备、机器、流程相关的TI知识产权中授予的直接或隐含权限作出任何保证或解释。TI所发布的与第三方产品或服务有关的信息，不能构
