MCP60711精密运算放大器的技术解析与应用指南

描述

Microchip Technology MCP60711/1U/3 10MHz精密运算放大器的工作电压介于2.2V和5.5V之间。放大器的扩展温度范围为-40°C至+125°C。输入失调电压在25°C和VDD = 3.5V时进行微调。

数据手册:*附件:Microchip Technology MCP60711,1U,3 10MHz精密运算放大器数据手册.pdf

Microchip MCP60711/1U/3 精密运算放大器采用5L SC70、 5L SOT-23和6L SOT-23(带SHDN引脚)封装。

特性

  • 增益带宽积:10MHz(典型值)
  • 压摆率:15V/µs(VDD = 5.5V时的典型值)
  • 轨道到轨道是输入/输出
  • 电源范围:2.2V至5.5V
    • 单电源或双电源(分离式)
    • 静态电流为 720µA/通道(典型值)
    • 某些封装带有关断引脚
  • 总谐波失真:-115dBc(典型值,1kHz和2V P-P
  • 输入偏移电压:±105µV(最大值,VCM = 0.1V)
  • 对EMIRR的增强型EMI保护,81dB、2.4GHz(典型值)
  • 扩展温度范围:-40 °C至+125 °C

输入失调电压与温度的关系

失调电压

典型应用电路

失调电压

封装类型(俯视图)

失调电压

MCP60711精密运算放大器的技术解析与应用指南

一、产品概述

Microchip Technology公司的MCP60711/1U/3系列是10MHz增益带宽积的精密运算放大器,具有优异的DC精度和AC性能。该系列器件采用先进的CMOS工艺制造,专为低成本、高速度和DC精密应用而设计,工作电压范围为2.2V至5.5V,扩展温度范围为-40°C至+125°C。

关键特性‌:

  • 增益带宽积:10MHz(典型值)
  • 压摆率:15V/µs(VDD=5.5V时典型值)
  • 总谐波失真:-115dBc(1kHz,2VP-P时典型值)
  • 输入失调电压:±105µV(最大值,VCM=0.1V)
  • 轨到轨输入/输出
  • 静态电流:720µA/通道(典型值)
  • 增强型EMI保护:EMIRR在2.4GHz时为81dB(典型值)

二、电气特性分析

2.1 DC性能

MCP60711在25°C时的输入失调电压典型值为±50µV(VCM=0.1V),最大值±105µV。温度漂移系数典型值为±0.4µV/°C(VCM=0.1V)。电源抑制比(PSRR)在VCM=0.1V时达到95dB(典型值),共模抑制比(CMRR)同样为95dB(典型值)。

输入偏置电流在25°C时仅为±0.4pA(VDD=5.5V,VCM=2.75V),即使在125°C高温下也仅增加到420pA(典型值),这使得它非常适合高阻抗传感器接口应用。

2.2 AC性能

作为10MHz GBWP的运放,MCP60711在小信号条件下表现出优秀的频率响应:

  • 相位裕度:65°(G=+1,CL=30pF)
  • 建立时间:110ns(G=+1,±0.1V阶跃,1%建立精度)
  • 输入噪声电压密度:5.4nV/√Hz(f=100kHz,VCM=0.1V)

大信号性能方面,在VDD=5.5V时全功率带宽达到1.1MHz(VOUT=4.6VP-P,增益=-1V/V),能够处理音频频段的满幅信号。

三、设计注意事项

1 稳定性考虑

驱动容性负载时需特别注意稳定性:

  • CL > 30pF(G=+1时)建议增加输出隔离电阻RISO
  • 噪声增益零点的补偿(光电二极管应用中)
  • 推荐根据CL/GN(归一化负载电容)选择RISO值

图2-45提供了不同增益下RISO的选型指导,通过合理补偿可避免频率响应中的峰值和阶跃响应中的振铃。

2 布局与散热

  • 电源引脚必须放置0.1μF陶瓷去耦电容(距引脚<2mm)
  • 对于高精度应用,考虑保护环设计以减少PCB漏电流
  • 注意热阻参数(SC70封装θJA=209°C/W)和最大结温150°C的限制

3 功耗管理

MCP60713型号提供关断引脚(SHDN),可将静态电流降至1.5μA(典型值)。关断功能在电源上电tPON_TR时间(235-285μs)后可用,适合电池供电的便携式设备。

四、EMI抗干扰设计

MCP60711内置增强型EMI保护,在2.4GHz时EMI抑制比(EMIRR)达81dB。为进一步提高系统抗干扰能力:

  • 保持输入走线简短,必要时使用内层走线
  • 对敏感节点可采用屏蔽措施
  • 在输入端口可考虑添加RF滤波器

测试数据显示,在900MHz时EMIRR为50dB,1800MHz时提升至71dB,6000MHz时高达112dB,能够满足严苛的RF环境要求。

五、选型与替代

MCP60711系列提供多种封装选择:

  • MCP60711:5引脚SOT-23
  • MCP60711U:5引脚SC70
  • MCP60713:6引脚SOT-23(带SHDN功能)

对于不同应用需求,Microchip还提供相关替代型号:

  • MCP6051/2/4:385kHz,低输入失调电压
  • MCP6061/2/4:730kHz,低输入失调电压
  • MCP6071/2/4:1.2MHz,低输入失调电压
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