深入解析 RICHTEK RT9133A/B 轨到轨运算放大器

在电子设计领域，运算放大器是不可或缺的基础元件。今天我们就来详细探讨一下 RICHTEK 公司的 RT9133A/B 轨到轨运算放大器，看看它有哪些独特的性能和应用场景。

文件下载：DS9133AB-07.pdf

一、产品概述

RT9133A/B 是低成本、高转换速率、单电源轨到轨输入输出的运算放大器。其中，RT9133A 包含一个放大器，RT9133B 包含两个放大器。它们具有高转换速率（12V/μs）、35mA 连续输出电流、120mA 峰值输出电流，且失调电压低于 10mV，非常适合用于薄膜晶体管液晶显示器（TFT - LCD）。

封装形式

• RT9133A 有 SOT - 23 - 5 和 WDFN - 6L 2x2 封装。
• RT9133B 采用 MSOP - 8 封装。

工作温度范围

该系列产品可在 - 40°C 至 + 85°C 的全温度范围内正常工作。

二、订购信息

订购时，需要考虑封装类型、引脚电镀系统等信息。

封装类型

• QW：WDFN - 6L 2x2（仅适用于单放大器）
• B：SOT - 23 - 5（仅适用于单放大器）
• F：MSOP - 8（仅适用于双放大器）

引脚电镀系统

• P：无铅
• G：绿色（无卤且无铅）
• A：单放大器
• B：双放大器

值得注意的是，RICHTEK 产品符合 RoHS 标准，并且兼容 IPC/JEDEC J - STD - 020 的当前要求，适用于 SnPb 或无铅焊接工艺。

三、产品特性

轨到轨输出摆幅

能够提供接近电源轨的输出信号，有效扩大了输出范围。

电源电压范围

4.5V 至 15V，可适应不同的电源环境。

输出电流

连续输出电流为 35mA，峰值输出电流可达 120mA，能够驱动较大的负载。

高转换速率

12V/μs 的转换速率，使得放大器能够快速响应输入信号的变化。

失调电压

失调电压低于 10mV，保证了输出信号的准确性。

环保特性

符合 RoHS 标准，100% 无铅。

四、应用场景

TFT - LCD Gamma / VCOM 缓冲

利用其高转换速率和轨到轨输出能力，为 TFT - LCD 提供稳定的信号缓冲。

便携式电子产品

低功耗和小封装的特点，使其适用于对空间和功耗要求较高的便携式设备。

通信产品

能够满足通信产品对信号处理的要求，提供高质量的信号放大。

五、引脚配置

单放大器（SOT - 23 - 5 和 WDFN - 6L 2x2）

引脚编号	引脚名称	引脚功能
1（SOT - 23 - 5）/ 4（WDFN - 6L 2x2）	VOUT	放大器输出
2（SOT - 23 - 5）	NC	无内部连接
2（WDFN - 6L 2x2）/ 1, 7（暴露焊盘）	VS -	负电源
3（SOT - 23 - 5）/ 6（WDFN - 6L 2x2）	VIN +	放大器同相输入
4（SOT - 23 - 5）/ 5（WDFN - 6L 2x2）	VIN -	放大器反相输入
5（SOT - 23 - 5）/ 3（WDFN - 6L 2x2）	VS +	正电源

双放大器（MSOP - 8）

引脚编号	引脚名称	引脚功能
1	VOUTA	放大器 A 输出
2	VINA -	放大器 A 反相输入
3	VINA +	放大器 A 同相输入
4	VS -	负电源
5	VINB +	放大器 B 同相输入
6	VINB -	放大器 B 反相输入
7	VOUTB	放大器 B 输出
8	VS +	正电源

六、电气特性

输入特性

• 输入失调电压：典型值为 2mV，最大值为 15mV。
• 平均失调电压漂移：典型值为 5μV/°C。
• 输入偏置电流：典型值为 2nA，最大值为 50nA。
• 输入阻抗：典型值为 1GΩ。
• 输入电容：典型值为 1.35pF。
• 共模输入范围：在不同电源条件下有所不同，例如在 (V{S}+ = + 5V)，(V{S -} = - 5V) 时为 - 5.5V 至 + 5.5V。
• 共模抑制比（CMRR）：在不同输入电压范围内有所不同，例如在 (V_{IN}) 从 - 5.5V 至 + 5.5V 时，最小值为 50dB，典型值为 80dB。
• 开环增益：在 - 4.5V ≤ (V_{OUT}) ≤ + 4.5V 时，最小值为 75dB，典型值为 95dB。

输出特性

• 输出摆幅低：在 (I_{L} = - 5mA) 时，典型值为 - 4.92V，最小值为 - 4.85V。
• 输出摆幅高：在 (I_{L} = + 5mA) 时，典型值为 4.92V，最小值为 4.85V。
• 连续 VCOM 缓冲输出电流：典型值为 ±35mA。
• 峰值 VCOM 缓冲输出电流：典型值为 ±120mA。

电源特性

• 电源电压：范围为 4.5V 至 15V。
• 电源抑制比（PSRR）：在 (V_{S}) 从 ±2.25V 移动到 ±7.75V 时，最小值为 60dB，典型值为 70dB。
• 每个放大器的电源电流：无负载时，典型值为 500μA，最大值为 750μA。

动态性能

• 转换速率：在 - 4.0V ≤ (V_{OUT}) ≤ + 4.0V，20% 至 80% 范围内，典型值为 12V/μs。
• 建立到 ±0.1%（(A_{V} = + 1)）：典型值为 500ns。
• • 3dB 带宽：在 (R{L} = 10kΩ)，(C{L} = 10pF) 时，典型值为 12MHz。
• 增益 - 带宽积：在 (R{L} = 10kΩ)，(C{L} = 10pF) 时，典型值为 5MHz。
• 相位裕度：在 (R{L} = 10kΩ)，(C{L} = 10pF) 时，典型值为 50°。
• 通道分离：在 (f = 5MHz) 时，典型值为 75dB。

七、典型工作特性

通过典型工作特性曲线，可以了解 RT9133A/B 在不同温度和电源条件下的性能表现。例如，输出摆幅通常可以接近正负电源轨 80mV 以内，减小负载电流可以使输出摆幅更接近电源轨。

八、应用信息

工作电压

RT9133A/B 规定的单电源电压为 5V 至 15V，根据电气特性，总电源电压范围保证在 4.5V 至 15V。通过参考典型工作曲线，可以在较宽的温度和工作电压范围内获得稳定的性能。

功率耗散

最大功率耗散取决于 IC 封装的热阻、PCB 布局、周围气流速率以及结温与环境温度的差值。可以使用公式 (P{D(MAX)} = (T{J(MAX)} - T{A}) / theta{JA}) 计算最大功率耗散，其中 (T{J(MAX)}) 为最大工作结温（150°C），(T{A}) 为环境温度，(theta_{JA}) 为结到环境的热阻。不同封装的热阻不同，例如 SOT - 23 - 5 封装为 250°C/W，WDFN - 6L 2x2 封装为 165°C/W，MSOP - 8 封装为 160°C/W。

短路保护

内部短路保护电路可防止输出短路对器件造成损坏。当输出直接短路到正负电源轨时，RT9133A/B 会将短路电流限制在 ±120mA。为了最大程度地保证可靠性，不建议连续输出电流超过 ±35mA。

未使用的放大器

建议将未使用的放大器连接成单位增益电路，即将负输入直接连接到输出，正输入连接到地。

LCD 面板应用

RT9133A/B 主要用于 LCD 伽马和 V - com 缓冲。其具有 120mA 的瞬时源/汇峰值电流。通过模拟 V - com 驱动器的测试电路，可以验证其在 LCD 驱动方面的性能。

九、外形尺寸

文档中给出了 SOT - 23 - 5、W - Type 6L DFN 2x2 和 8 - Lead MSOP 塑料封装的详细外形尺寸，包括最小和最大尺寸，以及毫米和英寸两种单位的表示。

综上所述，RICHTEK RT9133A/B 轨到轨运算放大器具有高性能、低成本、低功耗等优点，适用于多种应用场景。在实际设计中，电子工程师可以根据具体需求选择合适的封装和工作条件，以充分发挥其性能优势。你在使用这款运算放大器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。