MAX40213具有可选增益和输入电流钳位的跨阻放大器技术手册

概述
MAX40213是一款跨阻放大器，适用于LiDAR应用中的光学测距接收器。该TIA具有低噪声、高增益、低群延迟特性，并且能够从过载状态快速恢复，因此非常适合距离测量应用。重要特性包括1.1pA/√Hz折合到输入端噪声密度、内部2A输入钳位、引脚可选的150kΩ和750kΩ跨阻（至1kΩ负载）以及宽带宽（300MHz，典型值）。失调电流输入允许对输入失调电流进行调整。MAX40213具有关断(SD)控制输入，可将电源电流降至0.01μA。该跨阻放大器采用8引脚WLP封装，额定工作温度范围为-40°C至+85°C。
数据表：*附件：MAX40213具有可选增益和输入电流钳位的跨阻放大器技术手册.pdf

应用

• 工业安全系统
• LIDAR接收器
• 光学测距

特性

• 针对CIN = 0.25pF至5pF进行了优化
• 带宽：300MHz（典型值）
• 折合到输入端的噪声：1.1pA/√Hz
• 两个跨阻值可通过引脚选择(RL = 1kΩ)
  • 150kΩ
  • 750kΩ
• 对高达2A（瞬态）的输入电流提供内部钳位
• 快速过载恢复：100mA时为25ns
• 失调输入提供失调调节功能
• SD输入用于关断内部电路
• 3.3V电源供电
• 1.75mm x 1.24mm，8引脚WLP封装

典型应用电路

典型操作特性

引脚配置描述

应用信息

光电二极管

跨阻放大器（TIA）输入节点的电容会对噪声性能和带宽产生不利影响。尽管MAX40213对输入电容的敏感度低于大多数TIA，但尽量减少不必要的电容仍是良好的做法。MAX40213针对0.5pF至5pF的输入电容进行了优化。选择低电容的光电二极管有助于最小化输入引脚上的总输入电容，从而改善噪声和带宽性能。

电源滤波器

灵敏的光接收器需要宽带电源去耦。电源旁路应在10kHz至700MHz的频率范围内提供(V_{CC})与地之间的低阻抗。通过LC电源滤波器和屏蔽将放大器与噪声源隔离。电源滤波器应尽可能靠近放大器放置。

布局注意事项

以下列出了一些关键的布局准则：

• 采用差分微带线布局是TIA输出端的推荐布局方式，端接应尽量靠近输出端。
• 必须注意避免出现不必要的短截线，应去除非50Ω端接线迹下方的接地层，这些线迹是通向输入引脚的。走线与接地层之间产生的寄生电容会使信号变慢，甚至会因在路径上产生反射而使信号失真。
• 连接光电二极管与IN的输入走线应尽可能短，并且在印制电路板（PCB）中其下方应有接地层被蚀刻或去除。这将减少不需要的寄生电感，而较长的走线长度会增加信号走线层中的寄生电感。
• 使用具有低阻抗接地层的PCB。
• 在GND和(V_{CC})引脚附近尽可能放置一个或多个10nF陶瓷电容。多个旁路电容有助于降低迹线之间的电容ESR。
• 选择具有最小电感和ESR的旁路电容。
• 当交流耦合输出时，在交流耦合电容之后，使用1kΩ端接电阻直接连接在OUTP和OUTN之间（如果可行）。如果目的输入不在输出端附近，则使用100Ω微带线连接输出引脚和端接电阻，该电阻应尽量靠近目的组件的输入引脚。这可避免在端接电阻之后出现短截线，否则会产生反射。增加的差分走线长度对信号恶化的影响小于增加的短截线长度。
• 尽量减少任何寄生布局电感。
• 建议使用高性能的基板材料（如罗杰斯材料）。