MAX9617 - MAX9620：高性能零漂移運算放大器的卓越之選

在電子工程師的日常設計工作中，運算放大器是不可或缺的基礎元器件。今天就來給大家詳細介紹Maxim Integrated推出的MAX9617 - MAX9620系列，這是一款單/雙SC70封裝、零漂移、高效的1.5MHz軌到軌輸入輸出（RRIO）運算放大器。

文件下載：MAX9620.pdf

產品概述

MAX9617 - MAX9620是低功耗、零漂移的運算放大器，采用節省空間的SC70封裝，專為便攜式消費、醫療和工業應用而設計。它具備軌到軌CMOS輸入和輸出，僅需59μA的電源電流就能實現1.5MHz的增益帶寬積（GBW），并且在長時間和不同溫度條件下，零漂移輸入失調電壓最大僅為10μV。這種零漂移特性有效降低了CMOS輸入運算放大器中常見的高1/f噪聲，使其在各種低頻測量應用中表現出色。

該系列產品中，MAX9617和MAX9619采用2mm x 2mm、6引腳的SC70封裝，其中MAX9619還具備節能關機模式；MAX9618采用2mm x 2mm、8引腳的SC70封裝；MAX9620采用2mm x 2mm、5引腳的SC70封裝。所有器件都能在 -40°C至 +125°C的汽車工作溫度范圍內穩定工作。

優勢與特性

延長電池壽命

• 低靜態電流：僅59μA的靜態電流，大大降低了功耗，對于電池供電的設備來說，能顯著延長電池的使用時間。
• 寬電源電壓范圍：支持1.8V至5.5V的單電源電壓范圍，增加了電源設計的靈活性。
• 節能關機模式：MAX9619的節能關機模式可進一步降低功耗，在不使用時減少不必要的能量消耗。

支持廣泛的精密應用

• 超低輸入失調電壓：最大僅10μV的輸入失調電壓，確保了高精度的信號處理。
• 超低輸入偏置電流：僅10pA的輸入偏置電流，減少了信號誤差，提高了測量的準確性。
• 高增益帶寬積：1.5MHz的GBW，能夠滿足大多數應用的帶寬需求。
• 單位增益穩定：保證了在不同增益配置下的穩定性。
• 低噪聲性能：在0.1Hz至10Hz的范圍內，輸出電壓峰峰值僅0.42μV，在1kHz時輸入電壓噪聲密度為42nV/√Hz，有效減少了噪聲干擾。
• 軌到軌輸入輸出：能夠處理接近電源電壓的信號，提高了信號的動態范圍。

節省電路板空間

提供5引腳（MAX9620）、6引腳（MAX9617/MAX9619）和8引腳（MAX9618）的SC70封裝，這些小巧的封裝適合對空間要求較高的設計。

應用領域

MAX9617 - MAX9620的出色性能使其適用于多種領域，包括但不限于以下幾個方面：

• 傳感器接口：高精度和低噪聲的特性使其能夠準確處理傳感器輸出的微弱信號。
• 環路供電系統：與壓力傳感器或應變計等設備接口時，其低功耗和寬電源電壓范圍能夠滿足系統的要求。
• 便攜式醫療設備：如心電圖（ECG）和脈搏血氧儀等設備，對精度和功耗有較高的要求，該系列運算放大器能夠很好地滿足這些需求。
• 電池供電設備：低靜態電流和節能關機模式有助于延長電池壽命，提高設備的使用時間。
• 心臟監護儀：需要高精度的信號處理和穩定的性能，MAX9617 - MAX9620能夠提供可靠的支持。

電氣特性

電源參數

• 電源電壓范圍：在不同的溫度條件下，由電源抑制比（PSRR）保證，電源電壓范圍為1.6V至5.5V。
• 電源電流：每個放大器在 +25°C時的典型電源電流為59μA，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內最大為111μA。
• 電源抑制比（PSRR）：在1.8V至5.5V的電源電壓范圍內，+25°C時典型值為135dB，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內最小值為107dB。
• 上電時間：在特定條件下，上電時間典型值為20μs。
• 關機電源電流：MAX9619在關機模式下的電源電流最大為300nA。
• 從關機模式開啟時間：MAX9619在3.3V電源電壓下，從關機模式開啟的時間典型值為50μs。

直流參數

• 輸入失調電壓：在 +25°C時典型值為0.8μV，最大為10μV，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內最大為25μV。
• 輸入失調電壓漂移：最大為120nV/°C。
• 輸入偏置電流：在 +25°C時典型值為31pA，在 -40°C至 +85°C的溫度范圍內最大為95pA，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內最大為580pA。
• 輸入失調電流：最大為5pA。
• 輸入共模范圍：保證了在整個溫度范圍內的共模輸入電壓范圍。
• 共模抑制比（CMRR）：在特定共模輸入電壓和溫度范圍內，CMRR典型值較高，保證了對共模信號的抑制能力。
• 開環增益：在不同的輸出電壓范圍和負載電阻條件下，開環增益較高，保證了信號的放大能力。

交流參數

• 增益帶寬積：典型值為1.5MHz。
• 壓擺率：在0V至2V的輸出電壓范圍內，壓擺率典型值為0.7V/μs。
• 輸入電壓噪聲密度：在1kHz時典型值為42nV/√Hz。
• 輸入電壓噪聲：在0.1Hz至10Hz的范圍內，峰峰值典型值為0.42μV。
• 輸入電流噪聲密度：在1kHz時典型值為100fA/√Hz。
• 相位裕度：在負載電容為20pF時，相位裕度典型值為60°，保證了系統的穩定性。
• 容性負載能力：能夠穩定驅動最大400pF的容性負載。
• 串擾：在10kHz時（MAX9618），串擾典型值為 -100dB，減少了通道之間的干擾。

邏輯輸入（MAX9619）

• 關機輸入低電平：最大為0.5V。
• 關機輸入高電平：最小為1.3V。
• 關機輸入泄漏電流：最大為100nA。

典型工作特性

文檔中給出了多個典型工作特性的圖表，包括輸入失調電壓漂移直方圖、輸入失調電壓直方圖、電源電流與電源電壓和溫度的關系、輸入失調電壓與輸入共模電壓和溫度的關系、共模抑制比與頻率和溫度的關系、輸出電壓擺幅與溫度的關系、開環增益與頻率的關系、輸入電壓噪聲與頻率的關系等。這些圖表有助于工程師更好地了解器件在不同條件下的性能表現，從而進行更優化的設計。

引腳配置與描述

不同型號的MAX9617 - MAX9620具有各自的引腳配置，主要引腳包括正輸入（IN+）、負輸入（IN -）、輸出（OUT）、電源（VDD）、地（GND）等。其中，MAX9619還具有關機引腳（SHDN），通過拉低該引腳可以激活關機模式。MAX9618是雙通道器件，具有兩個輸出和兩個輸入通道。每個引腳都有其特定的功能，詳細的引腳描述幫助工程師正確連接和使用這些器件。

詳細工作原理

自動調零技術

MAX9617 - MAX9620采用了創新的自動調零技術，通過內部的自動調零電路，使器件能夠實現小于10μV（最大）的輸入失調電壓，并消除了1/f噪聲。這種技術保證了在長時間和不同溫度條件下的高精度信號處理。

內部電荷泵

內部電荷泵提供了一個通常比上軌高1V的內部電源。這個內部電源使得MAX9617 - MAX9620能夠實現真正的軌到軌輸入和輸出，同時提供了出色的共模抑制比、電源抑制比和增益線性度。電荷泵無需外部組件，并且在大多數應用中對用戶完全透明。其工作頻率遠高于放大器的單位增益頻率，避免了在敏感應用中出現混疊或其他信號完整性問題。

關機操作

MAX9619具有低電平有效關機模式，在關機模式下，靜態電流可降低至小于300nA，輸入和輸出呈高阻抗狀態。這使得多個器件可以在不使用外部緩沖器的情況下復用至單條線路上。通過將SHDN引腳拉高可恢復正常工作。關機高（VIH）和低（VIL）閾值電壓的設計便于與數字控制（如微控制器輸出）集成，且這些閾值與電源無關，無需外部下拉電路。

應用注意事項

容性負載穩定性

在許多運算放大器中，驅動大容性負載可能會導致不穩定。MAX9617 - MAX9620能夠穩定驅動最大400pF的容性負載。對于更高容性負載的穩定性，可以通過在運算放大器輸出端串聯一個隔離電阻來改善。該電阻通過將負載電容與放大器輸出隔離，提高了電路的相位裕度。文檔中的典型工作特性圖表給出了容性負載與隔離電阻的穩定工作區域。

電源供應與布局

MAX9617 - MAX9620可以使用相對于地的 +1.6V至 +5.5V單電源或 ±0.8V至 ±2.75V雙電源供電。使用雙電源時，需將兩個電源分別通過0.1μF電容接地；使用單電源時，將VDD通過0.1μF電容接地。

精心的布局技術有助于通過減少運算放大器輸入和輸出端的雜散電容來優化性能。為了減少雜散電容，應將外部組件靠近運算放大器引腳放置，以最小化走線長度。

總結

MAX9617 - MAX9620系列運算放大器憑借其低功耗、零漂移、高增益帶寬積、軌到軌輸入輸出等出色特性，在便攜式消費、醫療和工業等多個領域具有廣闊的應用前景。其豐富的功能和良好的性能表現，為電子工程師在設計高精度、低功耗電路時提供了一個優秀的選擇。大家在實際應用中可以根據具體需求選擇合適的型號，并注意相關的應用注意事項，以充分發揮該系列運算放大器的優勢。