【技术帖】赋能端侧AI低功耗应用，业界领先的170nA超低功耗、1.4V最低工作电压运放AWS795X2，适配干电池/纽扣

近年来，以电池作为电源的电子产品得到广泛使用，设计师迫切要求采用低电压的模拟电路来降低功耗。低电压、低功耗、低噪声的模拟电路设计技术正成为研究的热点。从节约能源角度考虑，低的功率消耗不仅是电池驱动的便携设备的需求，即便对使用市电的大型系统也是迫切需要，它不但可以延长设备的使用时间，也可以延缓设备的老化增强设备稳定性。
 

艾为推出的AWS795X2系列超低功耗CMOS运算放大器：

包括AWS79552、AWS79562和AWS79572三个系列产品，拥有超低功耗、低输入失调电压、低电压工作、轨到轨输入和输出的优异性能。该运算放大器的单位增益稳定，并具有超低的输入偏置电流，非常适合可穿戴设备、烟雾报警器、CGM、气体探测器、端侧AI等应用。

AWS795X2主要参数

 

l  宽工作电压范围：1.4V~5.5V

l  超低静态电流：

AWS79552: 380nA per channel 

AWS79562: 420nA per channel

AWS79572: 170nA per channel

 

l  低输入失调电压：

AWS79552: 1.5mV（最大值）

AWS79562: 0.2mV（最大值）

AWS79572: 0.2mV（最大值）

 

l  压摆率：

AWS79552: 1.5V/ms

AWS79562: 1.5V/ms

AWS79572: 0.34V/ms

 

l  低输入偏置电流：1pA

l  轨到轨输入和输出

l  增益带宽积：

AWS79552: 8kHz

AWS79562: 8kHz

AWS79572: 1.4kHz

 

l  灌电流和拉电流能力：

AWS79552: ±12.5mA

AWS79562: ±12.5mA

AWS79572: ±11mA

 

l  AWS795X2封装： DFN2mm×2mm-8L      

 

图1 AWS795X2封装

                                               

 

AWS795X2主要应用

l  可穿戴设备

l  烟雾报警器

l  CGM

l  气体探测器

产品亮点一：超低静态电流
 

 

AWS795X2超低功耗极大提升了续航能力显著延长电池寿命，提高用户体验的同时增强了设备的稳定性，尤其是在低功耗场景如血糖仪、心率计、环境检测设备中优势明显。

 

 

图2 运放续航对比

 

 

产品亮点二：支持1.4V低工作电压
 

 

AWS7952X低电压1.4V工作能力，进一步压榨电池放电能力，当电池（如纽扣电池、锂电池、干电池）电压降到1.4V左右时，AWS795X2仍可以直接由纽扣电池供电，无需额外增加BOOST电路，从而节约空间以及设计成本。

 

图3 低工作电压

 

 

 

主要应用场景介绍一：三端气体传感器放大器应用图

 

下图显示了用于三端非偏置CO传感器的简单微功耗稳压器电路，但它还适用于许多其他类型的三端气体传感器或电化学电池。基本传感器具有三个电极：感应或工作电极（“WE”）、计数器电极（“CE”）和参比电极（“RE”）。电流在CE和WE之间流动，其大小与检测到的浓度成正比。 RE监测内部参考点的电势。对于非偏置传感器，必须通过调节CE上的偏置将WE和RE电极保持在相同的电势。

 

 

图4 三端气体传感器放大器应用图

 

主要应用场景介绍二：血糖仪电流信号跨阻放大

 

下图显示了用于血糖仪传感器的简单微电路，电化学传感器里的生物酶和血液发生催化反应产生微弱电流信号，流经RF电阻产生电压，用SOC检测输出电压判断血糖浓度。

 

图5 血糖仪传感器微电路

 

 

表1 艾为运放产品选型表

 

 

结语

 

艾为电子专注于高性能数模混合信号、电源管理、信号链等IC设计，掌握了核心的芯片设计技术，艾为运算放大器产品族会陆续推出多款拥有高压、高精度、零漂移等性能的优质产品，致力于为客户提供全面的产品及解决方案。