MAX492/MAX494/MAX495：單/雙/四通道微功耗單電源軌到軌運算放大器的卓越之選

作為電子工程師，在為電池供電設(shè)備和低電壓應(yīng)用選擇合適的運算放大器時，會面臨諸多考量。今天要給大家詳細介紹的 MAX492、MAX494 和 MAX495 運算放大器，或許能成為你設(shè)計中的得力助手。

文件下載：MAX492.pdf

一、產(chǎn)品概述：不推薦新設(shè)計但仍具價值

需要注意的是，MAX495 由于采用的制造工藝已不再可用，不推薦用于新設(shè)計，但 Maxim 可能提供替代產(chǎn)品或業(yè)界有第二貨源，現(xiàn)有用戶仍可參考其數(shù)據(jù)手冊。而 MAX492 和 MAX494 不受此影響。

這三款運算放大器將出色的直流精度與輸入和輸出的軌到軌操作相結(jié)合。它們既可以采用單電源（+2.7V 至 +6V）供電，也能使用雙電源（±1.35V 至 ±3V）供電，每路運算放大器的電源電流小于 150μA。盡管電流低，但它們能夠驅(qū)動 1kΩ 負載，輸入?yún)⒖茧妷涸肼晝H為 25nV/√Hz，還能驅(qū)動超過 1nF 的負載。

二、產(chǎn)品特性：優(yōu)勢顯著

（一）電源與電壓特性

• 低電壓單電源運行：支持 +2.7V 至 +6V 的單電源供電，適用于多種低電壓應(yīng)用場景。
• 軌到軌輸入共模電壓范圍：輸入共模范圍可延伸至電源軌之外 0.25V，且具有出色的共模抑制能力，超出指定共模范圍時，輸出也不會出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)或鎖存問題。
• 軌到軌輸出擺幅：在 100kΩ 負載下，輸出電壓可擺動至接近電源 50mV 以內(nèi)，大大增加了動態(tài)范圍。

（二）性能指標(biāo)出色

• 增益帶寬積：達到 500kHz，能滿足一定的頻率響應(yīng)需求。
• 單位增益穩(wěn)定：確保在單位增益配置下穩(wěn)定工作。
• 低靜態(tài)電流：每路運算放大器最大靜態(tài)電流為 150μA，有助于降低功耗。
• 無輸入過驅(qū)動相位反轉(zhuǎn)：即使輸入信號過大，也不會出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
• 低失調(diào)電壓：最大為 200μV，保證了較高的直流精度。
• 高電壓增益：可達 108dB，能有效放大信號。
• 高共模抑制比（CMRR）和電源抑制比（PSRR）：分別為 90dB 和 110dB，可減少共模干擾和電源波動的影響。

（三）負載驅(qū)動能力

能夠驅(qū)動 1kΩ 負載，還能驅(qū)動大電容負載，這在許多實際應(yīng)用中非常關(guān)鍵。

（四）封裝形式多樣

MAX492/MAX494/MAX495 提供 DIP 和 SO 封裝，采用行業(yè)標(biāo)準的運算放大器引腳配置。MAX495 還提供最小的 8 引腳 SO：μMAX 封裝，方便不同的 PCB 布局需求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛適用

（一）便攜式設(shè)備

由于其低功耗和低電壓運行特性，非常適合用于便攜式設(shè)備，如手持測量儀器、便攜式醫(yī)療設(shè)備等，可有效延長電池續(xù)航時間。

（二）電池供電儀器

像電池供電的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳感器接口電路等，這些設(shè)備對功耗和精度要求較高，MAX492/MAX494/MAX495 能夠很好地滿足需求。

（三）數(shù)據(jù)采集與信號調(diào)理

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，可對傳感器輸出的微弱信號進行放大和調(diào)理，提高信號質(zhì)量。

（四）低電壓應(yīng)用

各種低電壓電路，如低電壓 ADC 的輸入信號調(diào)理電路，都可以使用這三款運算放大器。

四、典型工作電路與測試

（一）典型工作電路

文檔中給出了一個典型的工作電路，展示了 MAX495 增益為二的緩沖器驅(qū)動 MAX187 12 位 ADC 的模擬輸入。兩個設(shè)備均由單 5V 電源供電，轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部參考電壓為 4.096V。MAX495 的典型輸入失調(diào)電壓為 200μV，在 ADC 輸入處產(chǎn)生的誤差小于一個最低有效位（LSB）的一半，對轉(zhuǎn)換結(jié)果的影響可忽略不計。

（二）測試相關(guān)

通過對電源上電建立時間的測試，我們可以看到在不同電源電壓下，輸出達到穩(wěn)定所需的時間。例如，當(dāng)電源從 0V 升至 +3V 時，輸出大約在 4μs 內(nèi)穩(wěn)定；當(dāng)升至 +5V 時，大約需要 10μs。這對于需要頻繁上電和斷電的應(yīng)用場景，如電池供電設(shè)備的節(jié)能模式，具有重要的參考意義。

五、電氣特性：詳細參數(shù)

（一）絕對最大額定值

包括電源電壓、共模輸入電壓、差分輸入電壓、輸入電流、輸出短路持續(xù)時間、施加到 NULL 引腳的電壓、連續(xù)功耗、工作溫度范圍、結(jié)溫、存儲溫度范圍和引腳焊接溫度等參數(shù)。在設(shè)計時，必須確保設(shè)備的工作條件在這些額定值范圍內(nèi)，以避免損壞設(shè)備。

（二）直流電氣特性

涵蓋輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流、差分輸入電阻、共模輸入電壓范圍、共模抑制比、電源抑制比、大信號電壓增益、輸出電壓擺幅、輸出短路電流、工作電源電壓范圍和電源電流等參數(shù)。這些參數(shù)在不同的溫度和工作條件下會有所變化，設(shè)計時需根據(jù)實際情況進行考慮。

（三）交流電氣特性

包括增益帶寬積、相位裕度、增益裕度、總諧波失真、壓擺率、建立時間、開啟時間、輸入噪聲電壓密度、輸入噪聲電流密度和通道隔離度等參數(shù)。這些參數(shù)對于評估運算放大器在交流信號處理中的性能至關(guān)重要。

六、應(yīng)用信息與設(shè)計要點

（一）軌到軌輸入輸出

其輸入共模范圍可延伸至電源軌之外 0.25V，輸出電壓在 100kΩ 負載下可擺動至接近電源。這一特性顯著增加了動態(tài)范圍，特別是在低電源電壓應(yīng)用中。通過兩個互補的輸入級并聯(lián)實現(xiàn)軌到軌輸入共模擺動，但會存在一定的輸入失調(diào)特性，不過已通過加寬過渡區(qū)域來減少對 CMRR 的影響。

（二）輸入失調(diào)電壓調(diào)整

對于 MAX495，可以通過在兩個 NULL 引腳之間連接一個 10kΩ 微調(diào)電位器，并將抽頭連接到 VEE 來調(diào)整輸入失調(diào)電壓。

（三）輸入偏置電流處理

為減少輸入偏置電流通過外部源電阻產(chǎn)生的失調(diào)誤差，應(yīng)匹配每個輸入所看到的有效電阻。在反相配置和同相配置中，分別采取不同的電阻連接方式。

（四）輸入級保護電路

內(nèi)部保護電路由 IN+ 和 IN- 之間的背對背二極管和兩個 1.7kΩ 電阻串聯(lián)組成，可防止大差分輸入電壓損壞精密輸入級。

（五）輸出負載與穩(wěn)定性

雖然每路運算放大器的靜態(tài)電流小于 150μA，但仍能很好地驅(qū)動高達 1kΩ 的負載，并在驅(qū)動大電容負載時保持穩(wěn)定性。當(dāng)驅(qū)動電容負載時，在某些情況下可能會出現(xiàn)不穩(wěn)定，可通過連接上拉電阻、讓放大器吸收電流以及添加輸出隔離電阻等方法來提高穩(wěn)定性。不過，由于其本身穩(wěn)定性出色，在大多數(shù)應(yīng)用中無需使用隔離電阻，以免影響低頻性能。

（六）電源上電建立時間

由于電源電流較低，有時需要通過對運算放大器和相關(guān) IC 進行定時斷電來進一步降低功耗。重新上電后，電源和輸出引腳的電壓需要一定時間才能穩(wěn)定，建立時間取決于電源電壓、旁路電容值、輸入電源的輸出阻抗以及組件之間的引線電阻或電感等因素。

（七）電源與布局

可采用單 2.7V 至 6V 電源或雙 ±1.35V 至 ±3V 電源供電。單電源供電時，需使用 1μF 電容與 0.1μF 陶瓷電容并聯(lián)對電源進行旁路；雙電源供電時，需將每個電源旁路到地。良好的布局可以減少運算放大器輸入和輸出的雜散電容，提高性能。

七、訂購信息與封裝

（一）訂購信息

提供了不同型號、溫度范圍和引腳封裝的詳細信息，方便用戶根據(jù)自己的需求進行選擇。

（二）封裝信息

包括 8 引腳 μMICROMAX 小外形封裝和窄 SO 小外形封裝等，詳細給出了封裝的尺寸參數(shù)。

綜上所述，MAX492、MAX494 和 MAX495 運算放大器在低電壓、低功耗和高精度等方面表現(xiàn)出色，適用于多種應(yīng)用場景。在設(shè)計時，我們需要充分考慮其電氣特性、應(yīng)用信息和設(shè)計要點，以確保電路的性能和穩(wěn)定性。大家在實際應(yīng)用中是否遇到過類似運算放大器的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。