TLV387DBVT [TI]

超高精度、零漂移、低输入偏置电流单路运算放大器 | DBV | 5 | -40 to 125;
TLV387DBVT
型号: TLV387DBVT
厂家: TEXAS INSTRUMENTS    TEXAS INSTRUMENTS
描述:

超高精度、零漂移、低输入偏置电流单路运算放大器 | DBV | 5 | -40 to 125

放大器 运算放大器
文件: 总25页 (文件大小:1906K)
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TLV387  
ZHCSOK0 DECEMBER 2021  
TLVx387 高精度、零温漂、低输入偏置电流运算放大器  
1 特性  
3 说明  
• 超低失调电压±10µV最大值)  
• 零温漂±0.01µV/°C  
• 低输入偏置电流300pA最大值)  
• 低噪声1 kHz 8.5nV/Hz  
1/f 噪声177nVPP0.1Hz 10Hz)  
• 共模输入范围超出电源±100mV  
• 增益带宽5.7 MHz  
TLV387TLV2387 TLV4387 (TLVx387) 精密放大  
器系列提供出色的性能。通过零温漂技术TLVx387  
的失调电压和失调温漂可提供出色的长期稳定性。仅需  
570µA 的静态电流TLVx387 就能实现 5.7MHz 的带  
宽、8.5nV/Hz 的宽带噪声和 177nVPP 1/f 噪声。  
这些规格对于在 16 位至 24 位模数转换器 (ADC) 中实  
现超高精度和不降低线性度至关重要。TLVx387 在温  
度范围内具有平坦的偏置电流因此高输入阻抗应用  
在温度范围内几乎不需校准。  
• 静态电流每个放大570µA  
• 单电源1.7V 5.5V  
• 双电源±0.85V ±2.75V  
EMI RFI 已滤除的输入  
所有版本的额定工作温度范围均-40°C +125°C。  
器件信息  
封装(1)  
2 应用  
封装尺寸标称值)  
2.90mm × 1.60mm  
3.00mm × 3.00mm  
5.00mm × 4.40mm  
器件型号  
TLV387  
SOT-23 (5)  
电子温度计  
称重计  
温度变送器  
呼吸机  
TLV2387 (2)  
TLV4387 (2)  
VSSOP (8)  
TSSOP (14)  
(1) 要了解所有可用封装请参见数据表末尾的封装选项附录。  
(2) 器件为预发布版。  
数据采(DAQ)  
半导体测试  
实验室和现场仪表  
商用网络和服务PSU  
模拟输入模块  
压力变送器  
ADC  
TLV387  
Object  
Radiation  
Detector  
TLV387 是一款精密的低噪ADC 驱动器  
本文档旨在为方便起见提供有TI 产品中文版本的信息以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息请访问  
www.ti.com其内容始终优先。TI 不保证翻译的准确性和有效性。在实际设计之前请务必参考最新版本的英文版本。  
English Data Sheet: SBOSA91  
 
 
 
 
TLV387  
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内容  
1 特性................................................................................... 1  
2 应用................................................................................... 1  
3 说明................................................................................... 1  
4 修订历史记录.....................................................................2  
5 引脚配置和功能................................................................. 3  
6 规格................................................................................... 4  
6.1 绝对最大额定值...........................................................4  
6.2 ESD 等级.................................................................... 4  
6.3 建议运行条件.............................................................. 4  
6.4 热性能信息..................................................................4  
6.5 电气特性......................................................................5  
6.6 典型特性......................................................................7  
7 详细说明.......................................................................... 12  
7.1 概述...........................................................................12  
7.2 功能方框图................................................................12  
7.3 特性说明....................................................................13  
7.4 器件功能模式............................................................ 13  
8 应用和实施.......................................................................14  
8.1 应用信息....................................................................14  
8.2 典型应用....................................................................14  
9 电源相关建议...................................................................17  
10 布局............................................................................... 17  
10.1 布局指南..................................................................17  
10.2 布局示例..................................................................17  
11 器件和文档支持..............................................................18  
11.1 器件支持..................................................................18  
11.2 文档支持..................................................................18  
11.3 接收文档更新通知................................................... 18  
11.4 支持资源..................................................................18  
11.5 商标.........................................................................18  
11.6 静电放电警告...........................................................18  
11.7 术语表..................................................................... 18  
12 机械、封装和可订购信息...............................................19  
4 修订历史记录  
日期  
修订版本  
说明  
*
2021 12 月  
初始发行版  
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2
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5 引脚配置和功能  
OUT  
Vœ  
1
2
3
5
V+  
+IN  
4
œIN  
Not to scale  
5-1. DBV5 SOT-23封装顶视图  
5-1. 引脚功能  
引脚  
类型  
说明  
名称  
IN  
编号  
4
3
1
2
输入  
输入  
反相输入  
+IN  
同相输入  
OUT  
V–  
输出  
输出  
Power  
负电源最低)  
正电源最高)  
V+  
5
电源  
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3
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6 规格  
6.1 绝对最大额定值  
在自然通风条件下的工作温度范围内测得除非另有说明(1)  
最小值  
最大值  
单位  
6
单电源  
VS  
V
电源电压VS = (V+) (V)  
输入电压所有引脚  
±3  
双电源  
共模  
(V+) + 0.5  
(V+) (V) + 0.2  
±10  
(V) 0.5  
V
差分  
mA  
输入电流所有引脚  
输出短路(2)  
工作温度  
持续  
-55  
-55  
-65  
持续  
150  
150  
150  
TA  
°C  
°C  
°C  
TJ  
结温  
Tstg  
贮存温度  
(1) 超出绝对最大额定值运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件以外的任何其他条  
件下能够正常运行。如果超出建议工作条件但在绝对最大额定值范围内使用器件可能不会完全正常运行这可能影响器件的可靠性、  
功能和性能并缩短器件寿命。  
(2) 接地短路每个封装对应一个放大器。  
6.2 ESD 等级  
单位  
人体放电模(HBM)ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1)  
充电器件模(CDM)ANSI/ESDA/JEDEC JS-002 (2)  
±3000  
V(ESD)  
V
静电放电  
±1000  
(1) JEDEC JEP155 指出500V HBM 能够在标ESD 控制流程下安全生产。  
(2) JEDEC JEP157 指出250V CDM 可实现在标ESD 控制流程下安全生产。  
6.3 建议运行条件  
在自然通风条件下的工作温度范围内测得除非另有说明)  
最小值  
1.7  
标称值  
最大值  
5.5  
单位  
V
单电源  
VS  
TA  
电源电压VS = (V+) (V)  
±0.85  
-40  
±2.75  
125  
双电源  
°C  
额定温度  
6.4 热性能信息  
TLV387  
热指标(1)  
DBV (SOT-23)  
5 引脚  
187.1  
单位  
RθJA  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
结至环境热阻  
RθJC(top)  
RθJB  
107.4  
结至外壳顶部热阻  
结至电路板热阻  
57.5  
33.5  
ψJT  
结至顶部特征参数  
57.1  
ψJB  
结至电路板特征参数  
结至外壳底部热阻  
RθJC(bot)  
不适用  
(1) 有关新旧热指标的更多信息请参阅半导体IC 封装热指标应用报告。  
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6.5 电气特性  
测试条件为TA = 25°CRL = 10k连接VS/2VS = 1.7V 5.5VVCM = VS/2VOUT = VS/2以及制造最终测试中确定  
的最小和最大规格除非另有说明)  
参数  
测试条件  
最小值  
典型值  
最大值  
单位  
失调电压  
VS = 5.5V  
VS = 1.7V  
±1  
±1.25  
±0.01  
±0.05  
±5  
±6  
VOS  
µV  
输入失调电压  
输入失调电压温漂  
电源抑制比  
TA = 40°C +125°C(1)  
μV/°C  
μV/V  
dVOS/dT  
PSRR  
±0.05  
±0.5  
±1  
TA = 40°C +125°C(1)  
输入偏置电流  
±60  
±60  
±300  
±350  
±500  
±700  
IB  
pA  
pA  
输入偏置电流  
输入失调电流  
TA = 40°C +125°C(1)  
TA = 40°C +125°C(1)  
IOS  
噪声  
177  
27  
nVPP  
f = 0.1Hz 10Hz  
输入电压噪声  
nVRMS  
f = 1Hz  
8.5  
8.5  
8.5  
8.5  
70  
f = 10Hz  
f = 100Hz  
f = 1kHz  
f = 1kHz  
eN  
nV/Hz  
fA/Hz  
V
输入电压噪声密度  
输入电流噪声  
iN  
输入电压  
VS = 1.7V  
(V+)  
(V-) 0.1  
(V-) 0.2  
115  
VCM  
共模电压范围  
VS = 5.5 V  
(V+)+0.1  
138  
150  
132  
(V) 0.1V < VCM < (V+)VS = 1.7V  
(V) 0.2V < VCM < (V+) + 0.1VVS = 5.5V  
(V) 0.1V < VCM < (V+)TA = 40°C +125°C(1)  
130  
CMRR  
dB  
共模抑制比  
110  
(V) 0.2V < VCM < (V+) + 0.1VS = 5.5V,  
TA = 40°C +125°C(1)  
130  
输入电容  
ZID  
100 || 3  
60 || 3  
MΩ|| pF  
GΩ|| pF  
差分  
共模  
ZICM  
开环增益  
120  
115  
120  
145  
145  
(V) + 100mV < VOUT  
(V+) 100mV  
<
<
TA = 40°C +125°C(1)  
TA = 40°C +125°C(1)  
AOL  
dB  
开环电压增益  
(V) + 150mV < VOUT  
(V+) 150mV,  
RL = 2kΩ  
115  
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6.5 电气特(continued)  
测试条件为TA = 25°CRL = 10k连接VS/2VS = 1.7V 5.5VVCM = VS/2VOUT = VS/2以及制造最终测试中确定  
的最小和最大规格除非另有说明)  
参数  
测试条件  
最小值  
典型值  
最大值  
单位  
频率响应  
GBW  
5.7  
2.8  
MHz  
增益带宽积  
压摆率  
SR  
4V 阶跃G = +1  
V/μs  
1.5  
0.1%1V 阶跃G = +1  
0.01%1V 阶跃G = +1  
VIN × G > VS  
tS  
μs  
趋稳时间  
2.5  
500  
ns  
过载恢复时间  
斩波时钟频率(1)  
总谐波失+ 噪声  
100  
150  
kHz  
THD+N  
0.002 %  
VOUT = 1VRMSG = +1f = 1kHzRL = 10kΩ  
输出  
1
5
20  
30  
75  
30  
空载  
相对于电源轨的电压输出摆  
mV  
V
20  
RL = 2kΩ  
TA = 40°C +125°C(1)  
(V) +  
0.075  
(V+) –  
0.075  
高线性输出摆幅范围(1)  
AOL > 120dB  
(V) +  
0.150  
(V+) –  
0.150  
RL = 2kΩ  
VS = 5.5 V  
±55  
±15  
40  
ISC  
mA  
短路电流  
相位裕度  
VS = 1.7 V  
CL = 100pFG = +1  
电源  
570  
25  
675  
700  
μA  
μA  
IQ  
IO=0mA  
每个放大器的静态电流  
开通时间  
TA = 40°C 125°C(1)  
VS = 5.5V,  
VS 升降速> 0.3V/µs稳定1%  
100  
μs  
(1) 根据多个批次的器件组装工作台系统测量值建立的规范。  
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6.6 典型特性  
TA = 25°CVS = ±2.5VVCM = VS/2RLOAD = 10kΩVS/2CL = 50pF除非另外说明)  
60  
50  
40  
30  
20  
10  
0
3
2
1
0
-1  
-2  
-3  
-0.02  
-0.01  
0
0.01  
0.02  
-40 -25 -10  
5
20 35 50 65 80 95 110 125  
Temperature (èC)  
Offset Voltage Drift (mV/èC)  
c103  
c108  
VS = 5.5V  
6-1. 失调电压温漂分布  
6-2. 失调电压与温度之间的关系  
3
2
1
0.75  
0.5  
1
VCM = -2.95 V  
0.25  
0
VCM = 2.85 V  
0
-0.25  
-0.5  
-0.75  
-1  
-1  
-2  
-3  
Vs = 1.7 V  
-3  
-2  
-1  
Input Common Mode Voltage (V)  
0
1
2
3
1.5  
2
3
Supply Voltage (V)  
4
5
5.5  
c111  
c112  
6-3. 失调电压与共模电压间的关系  
6-4. 偏移电压与电源电压间的关系  
160  
140  
120  
100  
80  
165  
150  
135  
120  
105  
90  
0.5  
Gain  
Phase  
VS = ê0.85 V  
VS = ê2.75 V  
0.25  
0
60  
40  
75  
-0.25  
20  
60  
0
45  
-0.5  
-20  
30  
-75  
-50  
-25  
0
25  
50  
75  
100 125 150  
100m  
1
10  
100  
1k  
Frequency (Hz)  
10k  
100k  
1M  
10M  
Temperature(èC)  
C129  
c114  
6-6. 开环增益与温度间的关系  
6-5. 开环增益和相位与频率间的关系  
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6.6 典型特(continued)  
TA = 25°CVS = ±2.5VVCM = VS/2RLOAD = 10kΩVS/2CL = 50pF除非另外说明)  
60  
40  
20  
0
1000  
800  
600  
400  
200  
0
IB-  
IB+  
IOS  
-20  
-40  
-60  
G = -1  
G = +1  
-200  
-400  
G = +10  
G = +100  
100  
1k  
10k 100k  
Frequency (Hz)  
1M  
10M  
-3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5  
0
0.5  
1
1.5  
2
2.5  
3
Input Common Mode Voltage (V)  
c113  
6-8. 输入偏置电流与共模电压间的关系  
6-7. 闭环增益和相位与频率间的关系  
0.1  
160  
140  
120  
100  
80  
CMRR  
PSRR-  
PSRR+  
0.08  
0.06  
0.04  
0.02  
0
VS = ê2.75 V, (V-) - 0.2 V Ç VCM Ç (V+) + 0.1 V  
-0.02  
-0.04  
-0.06  
-0.08  
-0.1  
60  
40  
VS = ê0.85 V, (V-) - 0.1 V Ç VCM Ç (V+)  
20  
0
10m 100m  
-75  
-50  
-25  
0
25  
50  
75  
100 125 150  
1
10  
100 1k  
Frequency (Hz)  
10k 100k 1M 10M  
Temperature (èC)  
C121  
C134  
6-9. CMRR 与温度间的关系  
6-10. PSRR CMRR 与频率间的关系  
20  
10  
7
5
4
3
2
1
100m  
1
10  
100  
Frequency (Hz)  
1k  
10k  
100k  
Time (1 s/div)  
C130  
c115  
6-11. 0.1Hz 10Hz 噪声  
6-12. 输入电压噪声频谱密度与频率间的关系  
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6.6 典型特(continued)  
TA = 25°CVS = ±2.5VVCM = VS/2RLOAD = 10kΩVS/2CL = 50pF除非另外说明)  
0.1  
-60  
-40  
-60  
G = -1, RL = 10 kW  
G = -1, RL = 2 kW  
G = -1, RL = 600 W  
G = +1, RL = 10 kW  
G = +1, RL = 2 kW  
G = +1, RL = 600 W  
-80  
0.01  
-80  
-100  
-120  
-140  
-160  
-180  
-200  
0.001  
0.0001  
-100  
-120  
20k  
20  
200  
2k  
Frequency (Hz)  
C137  
100  
1k  
10k 100k  
Frequency (Hz)  
1M  
10M  
VS = 5.5VVOUT = 3VRMSBW = 80kHz  
6-14. THD+N 比与频率间的关系  
C122  
6-13. 通道-通道串扰  
1
0.1  
-40  
0.8  
0.7  
0.6  
0.5  
0.4  
0.3  
0.2  
0.1  
0
G = -1, RL = 10 kW  
G = -1, RL = 2 kW  
G = -1, RL = 600 W  
G = +1, RL = 10 kW  
G = +1, RL = 2 kW  
G = +1, RL = 600 W  
-60  
0.01  
-80  
0.001  
-100  
-120  
0.0001  
10m  
100m  
Output Amplitude (VRMS  
1
)
C136  
1
2
3
Supply Voltage (V)  
4
5
6
VS = 5.5Vf = 1kHzBW = 80kHz  
6-15. THD+N 与输出幅度间的关系  
c107  
6-16. 静态电流与电源电压间的关系  
0.8  
0.7  
0.6  
0.5  
0.4  
0.3  
0.2  
1000  
100  
10  
1
0.1  
-40 -25 -10  
5
20 35 50 65 80 95 110 125  
Temperature (èC)  
1
10  
100  
1k 10k  
Frequency (Hz)  
100k  
1M  
10M  
c102  
C138  
6-17. 静态电流与温度间的关系  
6-18. 开环输出阻抗与频率间的关系  
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6.6 典型特(continued)  
TA = 25°CVS = ±2.5VVCM = VS/2RLOAD = 10kΩVS/2CL = 50pF除非另外说明)  
80  
60  
40  
20  
0
80  
60  
40  
20  
0
RISO = 0 W  
RISO = 25 W  
RISO = 50 W  
RISO = 0 W  
RISO = 25 W  
RISO = 50 W  
100  
Load Capacitance (pF)  
1k  
100  
Load Capacitance (pF)  
1k  
C124  
C127  
G = 110mV 阶跃  
G = +110mV 阶跃  
6-19. 小信号过冲与容性负载间的关系  
6-20. 小信号过冲与容性负载间的关系  
60  
45  
30  
15  
0
VIN  
VOUT  
100  
Load Capacitance (pF)  
1k  
Time (100 µs/div)  
C125  
C132  
6-22. 无相位反转  
6-21. 相位裕度与容性负载间的关系  
VIN  
VOUT  
VIN  
VOUT  
Time (500 ns/div)  
G = 1  
Time (1 µs/div)  
G = +1  
C133  
C128  
6-24. 小信号阶跃响应  
6-23. 过载恢复  
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6.6 典型特(continued)  
TA = 25°CVS = ±2.5VVCM = VS/2RLOAD = 10kΩVS/2CL = 50pF除非另外说明)  
VIN  
VOUT  
Rising Edge  
Falling Edge  
Time (1 µs/div)  
Time (10 µs/div)  
c105  
C135  
稳定0.01% = ±100µV  
6-26. 趋稳时间  
6-25. 大信号阶跃响应4V 阶跃)  
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7 详细说明  
7.1 概述  
TLVx387 系列零温漂放大器采用先进的专有精密零温漂技术设计而成。这些放大器提供超低输入失调电压和温  
实现出色的输入和输出动态线性性能。TLVx387 的工作电压为 1.7V 5.5V单位增益稳定旨在用于广泛  
的通用和精密应用。TLVx387 的优势还包括 5.7MHz 带宽、8.5nV/Hz 噪声频谱密度、无 1/f 噪声因此  
TLVx387 非常适合连接传感器模块和缓冲高保真数模转换(DAC)。  
7.2 功能方框图  
GM_FF  
CCOMP  
CLK  
CLK  
+IN  
–IN  
OUT  
GM1  
GM2  
GM3  
CCOMP  
Ripple Reduction  
Technology  
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7.3 特性说明  
7.3.1 输入偏置电流  
在正常运行期间TLVx387 的典型输入偏置电流30pA。该器件在 –40°C +125°C 的整个温度范围内表现出  
低温漂。输入引脚+IN 和 –IN之间没有反并联二极管因此差分输入最大电压仅受连接到电源电压引脚的  
二极管的限制。但是在输入差分电压超过标称工作输入差分电压的情况下请务必小心。当输入分离时放大  
器内部的开关失调电压消除路径会超出正常运行条件并可能在恢复正常运行时产生长时间的趋稳行为。  
TLVx387 的等效输入电路如7-1 所示。  
V+  
450  
+IN  
CORE  
450  
–IN  
+
V–  
7-1. 等效输入电路  
7.3.2 EMI 易感性和输入滤波  
运算放大器会表现出对电磁干扰 (EMI) 的灵敏度。通常传导 EMI即通过传导进入器件的 EMI比辐射 EMI  
即通过辐射进入器件的 EMI更常见。当传导 EMI 进入运算放大器时放大器输出中的直流失调电压可能偏离  
标称值。这个偏离是由于内部半导体结相关的信号校正引起的。虽然所有的运算放大器引脚功能都会受到 EMI 的  
影响但是输入引脚可能是最易受影响的。TLVx387 运算放大器系列整合了内部输入低通滤波器该滤波器可减  
少放大器EMI 的响应。此输入滤波器提供共模和差模滤波。TLVx387 的传EMI 抑制如7-2 所示。  
140  
130  
120  
110  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
10M  
100M  
Frequency (Hz)  
1G  
5G  
c104  
7-2. EMI 抑制比  
7.4 器件功能模式  
TLVx387 具有单一功能模式可在电源电压大于 1.7V (±0.85V) 时正常工作。TLVx387 的最大额定电源电压为  
5.5V (±2.75V)。  
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8 应用和实施  
备注  
以下应用部分中的信息不属TI 器件规格的范围TI 不担保其准确性和完整性。TI 的客 户应负责确定  
器件是否适用于其应用。客户应验证并测试其设计以确保系统功能。  
8.1 应用信息  
TLVx387 是单位增益稳定的精密运算放大器采用先进的零温漂技术。采用专有零温漂电路后无论时间和温度  
如何变化都能实现低输入失调电压并降1/f 噪声分量。由于具有PSRR这些器件能够在直接依靠电池电  
源运行的应用中正常工作而无需稳压调节。TLVx387 系列针对完整的轨到轨输入范围进行了优化可由低电压  
单电源或双电源供电。在正常测试条件下这些高精度、低噪声微型放大器可提供高阻抗输入共模范围在电源  
基础上向外扩展了 100mV并且不产生输入交越失真和轨到轨输出摆幅在电源上下 5mV 以内TLVx387  
精密放大器设计用于低或高增益的上游模拟信号链应用DAC 缓冲等下游信号链功能。  
8.1.1 零温漂时钟  
TLVx387 采用先进的零温漂架构可实现超低失调电压和温漂。该架构在内部使用时钟和开关来创建直流纠错路  
径。时钟在内部进行滤波对大多数配置而言通常无法观察到。采取以下预防措施来尽可能降低信号链中的时  
钟噪声。时钟会在放大器的输入端产生一个小的电荷注入脉冲因此请勿使用与输入端串联的高值电阻器  
(>100kΩ)以免输出端出现较高的时钟电压噪声。当输入引脚的阻抗匹配时电荷注入脉冲非常小。如果使用了  
较高阻值的电阻器则在两个放大器输入引脚上使用匹配的阻抗。  
8.2 典型应用  
8.2.1 双向电流检测  
此单电源低侧双向电流检测设计示例可检测到1A +1A 的负载电流。单端输出范围从 110mV 3.19V。由  
于失调电压以及轨到轨输入和输出较低所以此设计使用 TLVx387。其中一个放大器配置为差分放大器另一个  
放大器提供基准电压。8-1 显示了设计示例原理图。  
VCC  
VREF  
VCC  
R5  
+
U1B  
ILOAD  
R2  
R6  
+
R1  
R3  
+
VBUS  
+
VSHUNT  
RSHUNT  
VOUT  
U1A  
VCC  
R4  
RL  
8-1. 双向电流感应原理图  
8.2.1.1 设计要求  
此解决方案的要求如下:  
• 电源电压3.3V  
• 输入-1 A +1 A  
• 输出1.65V ±1.54V110mV 3.19V)  
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8.2.1.2 详细设计过程  
负载电流 ILOAD 流经分流电阻器 RSHUNT产生分流电压 VSHUNT。然后由 U1A R1 R4 构成的差分放大器放  
大分流电压。差分放大器的增益通过 R4 R3 之比设定。为了最大程度地减少误差设置 R2 = R4 R1 = R3。  
基准电VREF 通过使U1B 缓冲电阻分压器的方式提供。传递函数方程1 确定。  
VOUT = VSHUNT ´ GainDiff_Amp + VREF  
(1)  
其中  
VSHUNT = ILOAD ´ RSHUNT  
R4  
GainDiff_Amp  
=
R3  
R6  
R5 + R6  
VREF = VCC  
´
该设计中存在两种误差类型增益和失调电压。增益误差是由分流电阻器的容差R4 R3 之比以及类似R2  
R1 之比造成的。失调电压误差是由分压器R5 R6以及 R4 / R3 之比与 R2 / R1 之比之间的接近程度而造  
成的。R2/R1 之比影响差分放大器CMRR最终导致了失调电压误差。  
V
SHUNT 是低侧测量值因此 VSHUNT 的值是系统负载的接地电势。所以必须对 VSHUNT 使用最大值。在此设计  
VSHUNT 的最大值设置100mV方程式 2 计算分流电阻器的最大值假设最大分流电压100mV最大负  
载电流1A。  
VSHUNT(Max)  
100 mV  
= 100 mW  
RSHUNT(Max)  
=
=
ILOAD(Max)  
1 A  
(2)  
RSHUNT 的容差与成本成正比。在此设计中选择容差为 0.5% 的分流电阻器。如果需要更高的精度则选择容差  
0.1% 或更高精度的电阻器。  
由于负载电流是双向电流因此分流电压范围-100 mV +100 mV。此电压在到达运算放大U1A R1  
R2 分压。请确保 U1A 同相节点处的电压在器件的共模范围内。使用共模范围扩展到低于负电源电压的运算放  
大器例如 TLVx387非常重要。因为 TLVx387 的典型失调电压仅为 ±0.25µV±5µV最大值),所以失调电  
压误差很小。  
假设对称负载电流为 –1A +1A分压电阻器R5 R6必须相等。为了与分流电阻器保持一致必须选择  
0.5% 的容差。为了更大程度地降低功耗使用10kΩ阻器。  
要设置差分放大器的增益必须考虑 TLVx387 的共模范围和输出摆幅。方程式 3 方程式 4 分别显示了给定  
3.3V 电源的情况下TLVx387 的典型共模范围和最大输出摆幅。  
100mV < VCM < 3.4V  
(3)  
(4)  
100mV < VOUT < 3.2V  
现在可通过方程5 中所示的公式计算差分放大器的增益。  
V
OUT_Max - VOUT_Min  
3.2 V - 100 mV  
100 mW ´ [1 A - (- 1A)]  
V
V
= 15.5  
=
GainDiff_Amp  
=
R
SHUNT ´ (IMAX - IMIN  
)
(5)  
R1 R3 的电阻值选定为 1kΩ。R2 R4 的电阻值选定为 15.4kΩ因为该值最接近标准值。所以差分放大器  
的理想增益15.4V/V。  
电路的增益误差主要取决于 R1 R4因此选择了容差为 0.1% 的电阻器。该配置降低了设计中需要两点校准的  
可能性。如有需要简单的一点校准可消0.5% 电阻器产生的失调电压误差。  
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8.2.1.3 应用曲线  
3.30  
1.65  
0
-1.0  
-0.5  
0
0.5  
1.0  
Input Current (A)  
8-2. 双向电流检测电路性能输出电压与输入电流间的关系  
8.2.2 负载单元测量  
8-3 显示了采用具有修整电阻器和 6 线制负载单元进行精密测量的高 CMRR 双通道运算放大器仪器放大器的  
TLVx387。  
R3  
25 k  
R4  
100 k  
REF5025  
RG  
5 V  
R4  
R2  
100 k  
25 k  
5 V  
5 V  
5 V  
+SENSE  
VOUT  
TLVx387  
TLVx387  
+
+
R2  
10 k  
GND  
GND  
–SENSE  
GND  
200 k  
Load Cell  
G = 5 +  
GND  
RG  
8-3. 负载单元测量原理图  
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9 电源相关建议  
TLVx387 系列器件的额定工作电压范围为 1.7V 5.5V单电源±0.85V ±2.75V双电源6.6 中展  
示了随工作电压的变化而显著变化的关键参数。  
CAUTION  
电源电压大6V 可能会对器件造成损坏请参阅6.1。  
10 布局  
10.1 布局指南  
应注重良好的布局实践。尽量缩短走线如果可以在使用印刷电路板 (PCB) 接地平面时请将表面贴装式组件  
放置在尽可能靠近器件引脚的位置。0.1μF 电容器放置在靠近电源引脚的位置。在整个模拟电路中贯彻应用这  
些准则可提高性能并实现各种优势如降低电磁干(EMI) 易感性。  
要获得最低的失调电压和精密性能需要优化电路布局和机械条件。避免在因连接异种导体形成的热电偶结中产  
生热电塞贝克效应的温度梯度。通过确保两个输入引脚上的电势相等消除这些热产生的电势。其他布局和  
设计注意事项包括:  
• 使用低热电系数条件避免异种金属。  
• 将组件与电源或其他热源进行热隔离。  
• 将运算放大器和输入电路与气流如冷却风扇气流隔离。  
遵循这些准则可降低在不同温度下产生结的可能性这些结可能导致 0.1μV/°C 或更高的热电电压温漂具体取  
决于所使用的材料。  
10.2 布局示例  
RIN  
VIN  
+
VOUT  
RG  
RF  
GND  
10-1. 原理图表示  
VS  
Minimize  
parasitic  
inductance by  
placing bypass  
capacitor close  
to V+.  
CBYPASS  
VOUT  
OUT  
V+  
V–  
+IN –IN  
RG  
Keep high  
impedance  
input signal  
away from  
noisy traces.  
VIN  
RF  
Route trace under package for output to  
feedback resistor connection.  
10-2. 布局示例  
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11 器件和文档支持  
11.1 器件支持  
11.1.1 开发支持  
11.1.1.1 PSpice® for TI  
PSpice® for TI 是可帮助评估模拟电路性能的设计和仿真环境。在进行布局和制造之前创建子系统设计和原型解决  
方案可降低开发成本并缩短上市时间。  
11.1.1.2 TINA-TI™ 仿真软件免费下载)  
TINA-TI仿真软件是一款简单易用、功能强大且基于 SPICE 引擎的电路仿真程序。TINA-TI 仿真软件是 TINA™  
软件的一款免费全功能版本除了一系列无源和有源模型外此版本软件还预先载入了一个宏模型库。TINA-TI 仿  
真软件提供所有传统SPICE 直流、瞬态和频域分析以及其他设计功能。  
TINA-TI 仿真软件提供全面的后处理能力便于用户以多种方式获得结果用户可从 Analog eLab Design Center  
模拟电子实验室设计中心免费下载。虚拟仪器提供选择输入波形和探测电路节点、电压以及波形的能力从  
而构建一个动态的快速启动工具。  
备注  
必须安装 TINA 软件或者 TINA-TI 软件后才能使用这些文件。请从 TINA-TI™ 软件文件夹中下载免费的  
TINA-TI 仿真软件。  
11.2 文档支持  
11.2.1 相关文档  
请参阅以下相关文档德州仪(TI)电路板布局布线技巧  
11.3 接收文档更新通知  
要接收文档更新通知请导航至 ti.com 上的器件产品文件夹。点击订阅更新 进行注册即可每周接收产品信息更  
改摘要。有关更改的详细信息请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。  
11.4 支持资源  
TI E2E支持论坛是工程师的重要参考资料可直接从专家获得快速、经过验证的解答和设计帮助。搜索现有解  
答或提出自己的问题可获得所需的快速设计帮助。  
链接的内容由各个贡献者“按原样”提供。这些内容并不构成 TI 技术规范并且不一定反映 TI 的观点请参阅  
TI 《使用条款》。  
11.5 商标  
TINA-TIand TI E2Eare trademarks of Texas Instruments.  
TINAis a trademark of DesignSoft, Inc.  
PSpice® is a registered trademark of Cadence Design Systems, Inc.  
所有商标均为其各自所有者的财产。  
11.6 静电放电警告  
静电放(ESD) 会损坏这个集成电路。德州仪(TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理  
和安装程序可能会损坏集成电路。  
ESD 的损坏小至导致微小的性能降级大至整个器件故障。精密的集成电路可能更容易受到损坏这是因为非常细微的参  
数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。  
11.7 术语表  
TI 术语表  
本术语表列出并解释了术语、首字母缩略词和定义。  
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12 机械、封装和可订购信息  
以下页面包含机械、封装和可订购信息。这些信息是指定器件可用的最新数据。数据如有变更恕不另行通知,  
且不会对此文档进行修订。有关此数据表的浏览器版本请查阅左侧的导航栏。  
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PACKAGE OPTION ADDENDUM  
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3-Jan-2022  
PACKAGING INFORMATION  
Orderable Device  
Status Package Type Package Pins Package  
Eco Plan  
Lead finish/  
Ball material  
MSL Peak Temp  
Op Temp (°C)  
Device Marking  
Samples  
Drawing  
Qty  
(1)  
(2)  
(3)  
(4/5)  
(6)  
TLV387DBVR  
TLV387DBVT  
ACTIVE  
ACTIVE  
SOT-23  
SOT-23  
DBV  
DBV  
5
5
3000 RoHS & Green  
250 RoHS & Green  
SN  
Level-2-260C-1 YEAR  
Level-2-260C-1 YEAR  
-40 to 125  
-40 to 125  
2LOT  
2LOT  
SN  
(1) The marketing status values are defined as follows:  
ACTIVE: Product device recommended for new designs.  
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.  
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.  
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.  
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.  
(2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance  
do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may  
reference these types of products as "Pb-Free".  
RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.  
Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based  
flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.  
(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.  
(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.  
(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation  
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.  
(6)  
Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two  
lines if the finish value exceeds the maximum column width.  
Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information  
provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and  
continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.  
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.  
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.  
Addendum-Page 1  
PACKAGE OPTION ADDENDUM  
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3-Jan-2022  
Addendum-Page 2  
PACKAGE OUTLINE  
DBV0005A  
SOT-23 - 1.45 mm max height  
S
C
A
L
E
4
.
0
0
0
SMALL OUTLINE TRANSISTOR  
C
3.0  
2.6  
0.1 C  
1.75  
1.45  
1.45  
0.90  
B
A
PIN 1  
INDEX AREA  
1
2
5
(0.1)  
2X 0.95  
1.9  
3.05  
2.75  
1.9  
(0.15)  
4
3
0.5  
5X  
0.3  
0.15  
0.00  
(1.1)  
TYP  
0.2  
C A B  
NOTE 5  
0.25  
GAGE PLANE  
0.22  
0.08  
TYP  
8
0
TYP  
0.6  
0.3  
TYP  
SEATING PLANE  
4214839/G 03/2023  
NOTES:  
1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing  
per ASME Y14.5M.  
2. This drawing is subject to change without notice.  
3. Refernce JEDEC MO-178.  
4. Body dimensions do not include mold flash, protrusions, or gate burrs. Mold flash, protrusions, or gate burrs shall not  
exceed 0.25 mm per side.  
5. Support pin may differ or may not be present.  
www.ti.com  
EXAMPLE BOARD LAYOUT  
DBV0005A  
SOT-23 - 1.45 mm max height  
SMALL OUTLINE TRANSISTOR  
PKG  
5X (1.1)  
1
5
5X (0.6)  
SYMM  
(1.9)  
2
3
2X (0.95)  
4
(R0.05) TYP  
(2.6)  
LAND PATTERN EXAMPLE  
EXPOSED METAL SHOWN  
SCALE:15X  
SOLDER MASK  
OPENING  
SOLDER MASK  
OPENING  
METAL UNDER  
SOLDER MASK  
METAL  
EXPOSED METAL  
EXPOSED METAL  
0.07 MIN  
ARROUND  
0.07 MAX  
ARROUND  
NON SOLDER MASK  
DEFINED  
SOLDER MASK  
DEFINED  
(PREFERRED)  
SOLDER MASK DETAILS  
4214839/G 03/2023  
NOTES: (continued)  
6. Publication IPC-7351 may have alternate designs.  
7. Solder mask tolerances between and around signal pads can vary based on board fabrication site.  
www.ti.com  
EXAMPLE STENCIL DESIGN  
DBV0005A  
SOT-23 - 1.45 mm max height  
SMALL OUTLINE TRANSISTOR  
PKG  
5X (1.1)  
1
5
5X (0.6)  
SYMM  
(1.9)  
2
3
2X(0.95)  
4
(R0.05) TYP  
(2.6)  
SOLDER PASTE EXAMPLE  
BASED ON 0.125 mm THICK STENCIL  
SCALE:15X  
4214839/G 03/2023  
NOTES: (continued)  
8. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release. IPC-7525 may have alternate  
design recommendations.  
9. Board assembly site may have different recommendations for stencil design.  
www.ti.com  
重要声明和免责声明  
TI“按原样提供技术和可靠性数据(包括数据表)、设计资源(包括参考设计)、应用或其他设计建议、网络工具、安全信息和其他资源,  
不保证没有瑕疵且不做出任何明示或暗示的担保,包括但不限于对适销性、某特定用途方面的适用性或不侵犯任何第三方知识产权的暗示担  
保。  
这些资源可供使用 TI 产品进行设计的熟练开发人员使用。您将自行承担以下全部责任:(1) 针对您的应用选择合适的 TI 产品,(2) 设计、验  
证并测试您的应用,(3) 确保您的应用满足相应标准以及任何其他功能安全、信息安全、监管或其他要求。  
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