MAX9620：高性能零漂移运算放大器的卓越之选

MAX9617 - MAX9620：高性能零漂移运算放大器的卓越之选

在电子工程师的日常设计工作中，运算放大器是不可或缺的基础元器件。今天就来给大家详细介绍Maxim Integrated推出的MAX9617 - MAX9620系列，这是一款单/双SC70封装、零漂移、高效的1.5MHz轨到轨输入输出（RRIO）运算放大器。

文件下载：MAX9620.pdf

产品概述

MAX9617 - MAX9620是低功耗、零漂移的运算放大器，采用节省空间的SC70封装，专为便携式消费、医疗和工业应用而设计。它具备轨到轨CMOS输入和输出，仅需59μA的电源电流就能实现1.5MHz的增益带宽积（GBW），并且在长时间和不同温度条件下，零漂移输入失调电压最大仅为10μV。这种零漂移特性有效降低了CMOS输入运算放大器中常见的高1/f噪声，使其在各种低频测量应用中表现出色。

该系列产品中，MAX9617和MAX9619采用2mm x 2mm、6引脚的SC70封装，其中MAX9619还具备节能关机模式；MAX9618采用2mm x 2mm、8引脚的SC70封装；MAX9620采用2mm x 2mm、5引脚的SC70封装。所有器件都能在 -40°C至 +125°C的汽车工作温度范围内稳定工作。

优势与特性

延长电池寿命

• 低静态电流：仅59μA的静态电流，大大降低了功耗，对于电池供电的设备来说，能显著延长电池的使用时间。
• 宽电源电压范围：支持1.8V至5.5V的单电源电压范围，增加了电源设计的灵活性。
• 节能关机模式：MAX9619的节能关机模式可进一步降低功耗，在不使用时减少不必要的能量消耗。

支持广泛的精密应用

• 超低输入失调电压：最大仅10μV的输入失调电压，确保了高精度的信号处理。
• 超低输入偏置电流：仅10pA的输入偏置电流，减少了信号误差，提高了测量的准确性。
• 高增益带宽积：1.5MHz的GBW，能够满足大多数应用的带宽需求。
• 单位增益稳定：保证了在不同增益配置下的稳定性。
• 低噪声性能：在0.1Hz至10Hz的范围内，输出电压峰峰值仅0.42μV，在1kHz时输入电压噪声密度为42nV/√Hz，有效减少了噪声干扰。
• 轨到轨输入输出：能够处理接近电源电压的信号，提高了信号的动态范围。

节省电路板空间

提供5引脚（MAX9620）、6引脚（MAX9617/MAX9619）和8引脚（MAX9618）的SC70封装，这些小巧的封装适合对空间要求较高的设计。

应用领域

MAX9617 - MAX9620的出色性能使其适用于多种领域，包括但不限于以下几个方面：

• 传感器接口：高精度和低噪声的特性使其能够准确处理传感器输出的微弱信号。
• 环路供电系统：与压力传感器或应变计等设备接口时，其低功耗和宽电源电压范围能够满足系统的要求。
• 便携式医疗设备：如心电图（ECG）和脉搏血氧仪等设备，对精度和功耗有较高的要求，该系列运算放大器能够很好地满足这些需求。
• 电池供电设备：低静态电流和节能关机模式有助于延长电池寿命，提高设备的使用时间。
• 心脏监护仪：需要高精度的信号处理和稳定的性能，MAX9617 - MAX9620能够提供可靠的支持。

电气特性

电源参数

• 电源电压范围：在不同的温度条件下，由电源抑制比（PSRR）保证，电源电压范围为1.6V至5.5V。
• 电源电流：每个放大器在 +25°C时的典型电源电流为59μA，在 -40°C至 +125°C的温度范围内最大为111μA。
• 电源抑制比（PSRR）：在1.8V至5.5V的电源电压范围内，+25°C时典型值为135dB，在 -40°C至 +125°C的温度范围内最小值为107dB。
• 上电时间：在特定条件下，上电时间典型值为20μs。
• 关机电源电流：MAX9619在关机模式下的电源电流最大为300nA。
• 从关机模式开启时间：MAX9619在3.3V电源电压下，从关机模式开启的时间典型值为50μs。

直流参数

• 输入失调电压：在 +25°C时典型值为0.8μV，最大为10μV，在 -40°C至 +125°C的温度范围内最大为25μV。
• 输入失调电压漂移：最大为120nV/°C。
• 输入偏置电流：在 +25°C时典型值为31pA，在 -40°C至 +85°C的温度范围内最大为95pA，在 -40°C至 +125°C的温度范围内最大为580pA。
• 输入失调电流：最大为5pA。
• 输入共模范围：保证了在整个温度范围内的共模输入电压范围。
• 共模抑制比（CMRR）：在特定共模输入电压和温度范围内，CMRR典型值较高，保证了对共模信号的抑制能力。
• 开环增益：在不同的输出电压范围和负载电阻条件下，开环增益较高，保证了信号的放大能力。

交流参数

• 增益带宽积：典型值为1.5MHz。
• 压摆率：在0V至2V的输出电压范围内，压摆率典型值为0.7V/μs。
• 输入电压噪声密度：在1kHz时典型值为42nV/√Hz。
• 输入电压噪声：在0.1Hz至10Hz的范围内，峰峰值典型值为0.42μV。
• 输入电流噪声密度：在1kHz时典型值为100fA/√Hz。
• 相位裕度：在负载电容为20pF时，相位裕度典型值为60°，保证了系统的稳定性。
• 容性负载能力：能够稳定驱动最大400pF的容性负载。
• 串扰：在10kHz时（MAX9618），串扰典型值为 -100dB，减少了通道之间的干扰。

逻辑输入（MAX9619）

• 关机输入低电平：最大为0.5V。
• 关机输入高电平：最小为1.3V。
• 关机输入泄漏电流：最大为100nA。

典型工作特性

文档中给出了多个典型工作特性的图表，包括输入失调电压漂移直方图、输入失调电压直方图、电源电流与电源电压和温度的关系、输入失调电压与输入共模电压和温度的关系、共模抑制比与频率和温度的关系、输出电压摆幅与温度的关系、开环增益与频率的关系、输入电压噪声与频率的关系等。这些图表有助于工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现，从而进行更优化的设计。

引脚配置与描述

不同型号的MAX9617 - MAX9620具有各自的引脚配置，主要引脚包括正输入（IN+）、负输入（IN -）、输出（OUT）、电源（VDD）、地（GND）等。其中，MAX9619还具有关机引脚（SHDN），通过拉低该引脚可以激活关机模式。MAX9618是双通道器件，具有两个输出和两个输入通道。每个引脚都有其特定的功能，详细的引脚描述帮助工程师正确连接和使用这些器件。

详细工作原理

自动调零技术

MAX9617 - MAX9620采用了创新的自动调零技术，通过内部的自动调零电路，使器件能够实现小于10μV（最大）的输入失调电压，并消除了1/f噪声。这种技术保证了在长时间和不同温度条件下的高精度信号处理。

内部电荷泵

内部电荷泵提供了一个通常比上轨高1V的内部电源。这个内部电源使得MAX9617 - MAX9620能够实现真正的轨到轨输入和输出，同时提供了出色的共模抑制比、电源抑制比和增益线性度。电荷泵无需外部组件，并且在大多数应用中对用户完全透明。其工作频率远高于放大器的单位增益频率，避免了在敏感应用中出现混叠或其他信号完整性问题。

关机操作

MAX9619具有低电平有效关机模式，在关机模式下，静态电流可降低至小于300nA，输入和输出呈高阻抗状态。这使得多个器件可以在不使用外部缓冲器的情况下复用至单条线路上。通过将SHDN引脚拉高可恢复正常工作。关机高（VIH）和低（VIL）阈值电压的设计便于与数字控制（如微控制器输出）集成，且这些阈值与电源无关，无需外部下拉电路。

应用注意事项

容性负载稳定性

在许多运算放大器中，驱动大容性负载可能会导致不稳定。MAX9617 - MAX9620能够稳定驱动最大400pF的容性负载。对于更高容性负载的稳定性，可以通过在运算放大器输出端串联一个隔离电阻来改善。该电阻通过将负载电容与放大器输出隔离，提高了电路的相位裕度。文档中的典型工作特性图表给出了容性负载与隔离电阻的稳定工作区域。

电源供应与布局

MAX9617 - MAX9620可以使用相对于地的 +1.6V至 +5.5V单电源或 ±0.8V至 ±2.75V双电源供电。使用双电源时，需将两个电源分别通过0.1μF电容接地；使用单电源时，将VDD通过0.1μF电容接地。

精心的布局技术有助于通过减少运算放大器输入和输出端的杂散电容来优化性能。为了减少杂散电容，应将外部组件靠近运算放大器引脚放置，以最小化走线长度。

总结

MAX9617 - MAX9620系列运算放大器凭借其低功耗、零漂移、高增益带宽积、轨到轨输入输出等出色特性，在便携式消费、医疗和工业等多个领域具有广阔的应用前景。其丰富的功能和良好的性能表现，为电子工程师在设计高精度、低功耗电路时提供了一个优秀的选择。大家在实际应用中可以根据具体需求选择合适的型号，并注意相关的应用注意事项，以充分发挥该系列运算放大器的优势。