采用“系列優先”的方法進行運算放大器設計

發布時間:2019-12-27 14:09    發布者:eechina
關鍵詞: 運算放大器 , 運放
作者:Hayden Hast – 系統工程師,德州儀器(TI)

當我第一次光顧德克薩斯的一家燒烤店時,菜單上各式各樣的肉讓我感到非常驚訝,以至于我不知道要選哪一種。但幸運的是,燒烤店提供了三種肉的拼盤,因而我可以嘗一下不同種類的肉。

其實,作為一個尋求運算放大器(op amp)的設計工程師,您也可以有很多選擇。另外,隨著如今生產周期不斷縮短,您需要快速做出決定。選擇了錯誤的運算放大器可能會耗費時間和金錢。

TI豐富的產品組合由48個獨特的放大器組成(包括新的TLV9001、TLV9052、TLV9064),提供了16種不同的封裝,其中包括業內最小的單通道和四通道封裝。在此技術文章中,您將了解到此新的運算放大器系列如何滿足各種項目需要,減少印刷電路板(PCB)的空間,并提供多種帶寬選項,為您的信號鏈提供更多增益。

我們擁有豐富多元的產品組合可以幫助您選擇準確的通道數量、速度以及確定您的系統需求。

通過出色產品性能,實現設計功能多元化

圖1概述了全器件系列,頂部突出顯示了相似之處。這三種子系列可以互換,因為它們使用的電源電壓、輸入和輸出電壓范圍以及偏移電壓均相同。此外,其相似的低電阻輸出阻抗可最大限度地減少穩定性問題。


圖1:放大器系列對比

然而,每個子系列都具有獨特的性能優勢。例如,如果您為了感測電機電流,最初在帶輸出擺幅至GND電路的單電源低壓側、單向電流傳感解決方案中使用TLV9002,但后來,為了處理大型電機電流瞬變,確定需要更高的增益和更快的轉換速率,那么您可以輕松切換到更高帶寬、引腳對引腳兼容的TLV9052,無需再重新進行設計。這是可以實現的,因為每個子系列都有相同的16個封裝選項,涵蓋所有三種通道配置。

封裝靈活性

圖2詳細列出了各種封裝方案的詳細信息!靶袠I標準”( Industry Standard)一列確定了封裝是否可從其他供應商處獲得,以作為第二次采購的選項!瓣P閉”(Shutdown)一列突出顯示了具有關閉功能的封裝。關閉功能有助于降低總能耗。

雖然大多數的小封裝選項都是四方扁平無引線(QFN)封裝,但我所強調的封裝選項不屬于上述類型。雙通道、小外形晶體管(SOT)-23-薄封裝采用單通道SOT-23封裝體,但它有8個引腳,而不是傳統的5或6個引腳。這對于那些更大的引線封裝來說是一個非常好的選擇,如小外形集成電路(SOIC)、薄小外形封裝(TSSOP)或極薄小外形封裝(VSSOP)。如要多源采購8引腳SOT-23和傳統的引線封裝,也可以采用雙布局技術。如要了解更多詳情,請閱讀模擬設計期刊文章,“小封裝放大器的二次采購選項”。但是,如果您想最大限度地減少PCB空間的話,我建議采用QFN封裝選項。


圖2:放大器系列封裝選項

尺寸的突破

這三種放大器子系列采用業界最小的單通道和四通道封裝。相比同類小尺寸器件,TI單通道的0.8mm x 0.8mm超小型無引線(X2SON)封裝的尺寸要小13%,其2.0mm x 2.0mm超小型QFN(X2QFN)封裝的尺寸還要小7%。這些封裝加上雙通道1.0mm x 1.5mm X2QFN封裝,能提供多種選擇來幫助您減少PCB面積。您可以在圖3的右側看到這3種封裝。


圖3:逐步實現更小的封裝

由于間距較小的緣故,制造技術可能會限制采用超小型QFN封裝,因此,TI還可以提供不同間距的多種小型封裝選項。應用報告“使用TI的X2SON封裝進行設計和制造”提供了這些封裝的布局和走線指南。

總結

有人說選擇太多會導致無從下手。但我認為,不管是在德克薩斯州決定吃什么燒烤,還是設計工程師選擇放大器,選擇當然是越多越好。當您下次開始設計時,可以選擇如下運算放大器系列:有三款不同的性能水平可供選擇;16個獨特的封裝選項之一;采用業界最小的單通道和四通道封裝并可在您需要時節省PCB面積。

其他資源
1.    通過訂購小型放大器雙行內封裝評估模塊,評估8個小封裝選項。
3.    使用TLV9002, TLV9052和TLV9062 TINA-TI™softwareSpice模型進行模擬設計。

4.    瀏覽放大器產品組合。

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