TSZ151/TSZ152高精度零漂移运算放大器技术解析

描述

STMicroelectronics TSZ151/TSZ152低失调电压运算放大器是单(TSZ151)、双(TSZ152)运算放大器,失调电压非常低,在温度变化时漂移几乎为零。此系列器件具有轨到轨输入和输出、出色的速度/功耗比,以及1.6MHz的增益带宽积,在5V时仅消耗210µA的电流。该器件还具有超低输入偏置电流。得益于以上特性,STMicroelectronics TSZ151/TSZ152非常适合用于高精度传感器接口。

数据手册;*附件:STMicroelectronics TSZ151,TSZ152低失调电压运算放大器数据手册.pdf

特性

  • 极高精度和稳定性;失调电压
    • 7µV(最大值,+25°C时)
    • 10µV(整个温度范围内)
  • 高精度,无需校准,几乎不受温度变化影响
  • 轨到轨输入和输出
  • 低电源电压:1.8V至5.5V
  • 低功耗:210µA(5V时)
  • 增益带宽积:1.6MHz
  • 扩展温度范围:-40°C至+125°C
  • SC70-5或SOT23-5封装选项
  • 符合AEC-Q100标准

示意图

运算放大器

TSZ151/TSZ152高精度零漂移运算放大器技术解析

一、产品概述与核心特性

STMicroelectronics推出的TSZ151(单通道)和TSZ152(双通道)运算放大器代表了高精度信号调理技术的重大突破。该系列产品在1.8V至5.5V的宽电源电压范围内工作,具备以下突出特性:

核心精度指标

  • 输入失调电压最大值7μV(25℃)和10μV(全温度范围-40℃至125℃)
  • 输入偏置电流低至100pA(典型值)
  • 增益带宽积1.6MHz
  • 静态电流仅210μA(5V供电时)

独特技术优势
该器件采用零漂移架构,实现轨到轨输入输出操作,特别适合需要高精度而无需校准的应用场景。

二、电气特性深度分析

2.1 直流性能卓越表现

在工作电压5V、室温25℃条件下,TSZ151/TSZ152展现出卓越的直流参数特性:

  • 开环增益‌:典型值131dB(TSZ151)、134dB(TSZ152)
  • 共模抑制比‌:典型值140dB(TSZ151)、140dB(TSZ152)
  • 电源抑制比‌:典型值120dB

2.2 交流性能参数

  • 压摆率‌:0.8V/μs(典型值)
  • 相位裕度‌:60°(典型值)
  • 输入电压噪声密度‌:27nV/√Hz(f=1kHz时)
  • EMI抑制比‌:在400MHz至2400MHz频率范围内达到80-91dB的高抑制能力

三、封装选项与引脚配置

TSZ151/TSZ152提供多种封装选择,满足不同应用场景需求:

TSZ151单运放配置

  • SC70-5封装:IN+、VCC-、IN-、OUT、VCC+
  • SOT23-5封装:OUT、VCC-、IN+、IN-、VCC+

TSZ152双运放配置
提供SO8、MiniSO8和DFN8 2x2等多种封装选项,每种封装都针对特定应用优化了引脚排布。

四、典型应用场景

4.1 高精度低边电流检测

在电源管理系统中,TSZ151/TSZ152的低失调电压特性使其成为电流检测应用的理想选择。通过使用差分放大器配置,能够精确测量分流电阻上的小电压降。

应用优势

  • 相比通用运放,可在相同精度要求下选择更小阻值的分流电阻
  • 降低功率损耗和接地路径压降
  • 显著降低系统成本

五、PCB布局与设计建议

5.1 关键设计指导

  • 电源和接地布线‌:采用短而宽的PCB走线以最小化电压降和寄生电感
  • 多通孔技术‌:在多个位置连接底层和顶层接地平面
  • 去耦电容‌:在运放电源引脚附近放置至少22nF的去耦电容
  • 热管理‌:最大结温150℃,需计算PD = (VCC × ICC) + (VCC+ - VOUT) × IOUT等参数

六、技术亮点与创新价值

6.1 温度稳定性突破

在-40℃至125℃的宽温度范围内,输入失调电压变化极小,确保系统在整个工作温度范围内的精度保持。

6.2 汽车级认证

产品通过AEC-Q100认证,特别适合汽车电流测量和传感器信号调理等严苛环境应用。

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