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;型号: | TLV387DBVT |
厂家: | 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 |
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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 时为8.5nV/√Hz
• 无1/f 噪声:177nVPP(0.1Hz 至10Hz)
• 共模输入范围超出电源轨±100mV
• 增益带宽:5.7 MHz
TLV387、TLV2387 和 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 的 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:每个放大器570µA
• 单电源:1.7V 至5.5V
• 双电源:±0.85V 至±2.75V
• EMI 和RFI 已滤除的输入
所有版本的额定工作温度范围均为-40°C 至+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。
• 数据采集(DAQ)
• 半导体测试
• 实验室和现场仪表
• 商用网络和服务器PSU
• 模拟输入模块
• 压力变送器
ADC
TLV387
Object
Radiation
Detector
TLV387 是一款精密的低噪声ADC 驱动器
本文档旨在为方便起见,提供有关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
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English Data Sheet: SBOSA91
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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 年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
图5-1. DBV(5 引脚SOT-23)封装,顶视图
表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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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
值
单位
人体放电模型(HBM),符合ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1)
充电器件模型(CDM),符合ANSI/ESDA/JEDEC JS-002 (2)
±3000
V(ESD)
V
静电放电
±1000
(1) JEDEC 文档JEP155 指出:500V HBM 能够在标准ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文件JEP157 指出:250V CDM 可实现在标准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,请参阅半导体和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°C,RL = 10kΩ 连接至VS/2,VS = 1.7V 至5.5V,VCM = VS/2,VOUT = 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 至+125°C(1)
μV/°C
μV/V
dVOS/dT
PSRR
±0.05
±0.5
±1
TA = –40°C 至+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 至+125°C(1)
TA = –40°C 至+125°C(1)
IOS
噪声
177
27
nVPP
f = 0.1Hz 至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+) + 0.1V,VS = 5.5V
(V–) –0.1V < VCM < (V+),TA = –40°C 至+125°C(1)
130
CMRR
dB
共模抑制比
110
(V–) –0.2V < VCM < (V+) + 0.1,VS = 5.5V,
TA = –40°C 至+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 至+125°C(1)
TA = –40°C 至+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 电气特性(continued)
测试条件为:TA = 25°C,RL = 10kΩ 连接至VS/2,VS = 1.7V 至5.5V,VCM = VS/2,VOUT = 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
到0.1%,1V 阶跃,G = +1
到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)
总谐波失真+ 噪声
100
150
kHz
THD+N
0.002 %
VOUT = 1VRMS,G = +1,f = 1kHz,RL = 10kΩ
输出
1
5
20
30
75
30
空载
相对于电源轨的电压输出摆
幅
mV
V
20
RL = 2kΩ
TA = –40°C 至+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 = 100pF,G = +1
度
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 至125°C(1)
VS = 5.5V,
VS 升降速率> 0.3V/µs,稳定至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°C,VS = ±2.5V,VCM = VS/2,RLOAD = 10kΩ连接至VS/2,且CL = 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
图6-1. 失调电压温漂分布
图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
图6-3. 失调电压与共模电压间的关系
图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
图6-6. 开环增益与温度间的关系
图6-5. 开环增益和相位与频率间的关系
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6.6 典型特性(continued)
TA = 25°C,VS = ±2.5V,VCM = VS/2,RLOAD = 10kΩ连接至VS/2,且CL = 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
图6-8. 输入偏置电流与共模电压间的关系
图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
图6-9. CMRR 与温度间的关系
图6-10. PSRR 和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
图6-11. 0.1Hz 至10Hz 噪声
图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 典型特性(continued)
TA = 25°C,VS = ±2.5V,VCM = VS/2,RLOAD = 10kΩ连接至VS/2,且CL = 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 = 5.5V,VOUT = 3VRMS,BW = 80kHz
图6-14. THD+N 比与频率间的关系
C122
图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 = 5.5V,f = 1kHz,BW = 80kHz
图6-15. THD+N 与输出幅度间的关系
c107
图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
图6-17. 静态电流与温度间的关系
图6-18. 开环输出阻抗与频率间的关系
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6.6 典型特性(continued)
TA = 25°C,VS = ±2.5V,VCM = VS/2,RLOAD = 10kΩ连接至VS/2,且CL = 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 = –1,10mV 阶跃
G = +1,10mV 阶跃
图6-19. 小信号过冲与容性负载间的关系
图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
图6-22. 无相位反转
图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
图6-24. 小信号阶跃响应
图6-23. 过载恢复
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6.6 典型特性(continued)
TA = 25°C,VS = ±2.5V,VCM = VS/2,RLOAD = 10kΩ连接至VS/2,且CL = 50pF(除非另外说明)
VIN
VOUT
Rising Edge
Falling Edge
Time (1 µs/div)
Time (10 µs/div)
c105
C135
稳定到0.01% = ±100µV
图6-26. 趋稳时间
图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
漂,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 至 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器(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为30pA。该器件在 –40°C 至+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 的等效输入电路如图7-1 所示。
V+
450
+IN
–
CORE
450
–IN
+
V–
图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
少放大器对EMI 的响应。此输入滤波器提供共模和差模滤波。TLVx387 的传导EMI 抑制如图7-2 所示。
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10M
100M
Frequency (Hz)
1G
5G
c104
图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于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,并降低1/f 噪声分量。由于具有高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,以及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从–1A 到+1A 的负载电流。单端输出范围从 110mV 到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。图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
图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 至+1 A
• 输出:1.65V ±1.54V(110mV 至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 和 R1 至 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 与 R3 之比设定。为了最大程度地减少误差,设置 R2 = R4 且 R1 = R3。
基准电压VREF 通过使用U1B 缓冲电阻分压器的方式提供。传递函数由方程式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和R4 与R3 之比,以及类似的R2
与 R1 之比造成的。失调电压误差是由分压器(R5 和 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的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
中,VSHUNT 的最大值设置为100mV。方程式 2 计算分流电阻器的最大值,假设最大分流电压为100mV,最大负
载电流为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
为0.1% 或更高精度的电阻器。
由于负载电流是双向电流,因此分流电压范围为-100 mV 至+100 mV。此电压在到达运算放大器U1A 前,由R1
和 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 至 +1A,分压电阻器(R5 和 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,使用了10kΩ电阻器。
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 和方程式 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
现在可通过方程式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 和 R3 的电阻值选定为 1kΩ。R2 和 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
的理想增益是15.4V/V。
电路的增益误差主要取决于 R1 至 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除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)
图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
图 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
图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 至 5.5V(单电源)和 ±0.85V 至 ±2.75V(双电源)。节 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
电源电压大于6V 可能会对器件造成损坏(请参阅节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。将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,如降低电磁干扰(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
图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.
图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的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:德州仪器(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 的《使用条款》。
11.5 商标
TINA-TI™ and TI E2E™ are trademarks of Texas Instruments.
TINA™ is 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
静电放电(ESD) 会损坏这个集成电路。德州仪器(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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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.
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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.
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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.
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