SGM8193：納米功耗、高精度電流檢測放大器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)的世界里，對于高精度、低功耗的電流檢測放大器的需求日益增長。今天，我們就來深入了解一款由SGMICRO推出的高性能產(chǎn)品——SGM8193。

文件下載：SGM8193.pdf

一、產(chǎn)品概述

SGM8193系列是一款納米功耗、高精度的高端電流檢測放大器。它的靜態(tài)電流極低，僅為1.2μA（最大值），同時(shí)具備60μV（最大值）的低失調(diào)電壓，這使得它在50mV滿量程電流測量時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)12位分辨率。該系列能夠在1.6V至28V的共模電壓范圍內(nèi)檢測電流檢測電阻兩端的電壓，并且提供25V/V、50V/V、100V/V和200V/V四種固定增益，方便靈活選擇外部電流檢測電阻。

SGM8193有綠色SOT - 23 - 5和WLCSP - 1×1 - 4B兩種封裝形式。其小巧的封裝使其成為尺寸受限的便攜式和電池供電應(yīng)用的理想選擇。該器件的工作溫度范圍為 - 40℃至 + 125℃。

二、產(chǎn)品特性

超低靜態(tài)電流

僅1.2μA（最大值）的超低靜態(tài)電流，大大降低了功耗，對于電池供電設(shè)備來說，這意味著更長的電池續(xù)航時(shí)間。你是否在設(shè)計(jì)中也常常為功耗問題而煩惱呢？

寬輸入共模范圍

輸入共模電壓范圍為1.6V至28V，能夠適應(yīng)多種不同的電源電壓，增加了其應(yīng)用的靈活性。

低輸入失調(diào)電壓

60μV（最大值）的低輸入失調(diào)電壓，保證了測量的高精度。

多種增益可選

提供四種固定增益，分別為SGM8193A0（25V/V）、SGM8193A1（50V/V）、SGM8193A2（100V/V）和SGM8193A3（200V/V），可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活選擇。

低增益誤差

最大增益誤差僅為±0.4%，確保了輸出電壓的準(zhǔn)確性。

寬工作溫度范圍

-40℃至 + 125℃的工作溫度范圍，使其能夠在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM8193適用于多種應(yīng)用場景，包括便攜式設(shè)備、電池供電設(shè)備、手機(jī)、筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理以及電源管理等。在這些應(yīng)用中，它的低功耗、高精度和小巧封裝的特性都能得到充分發(fā)揮。

四、典型應(yīng)用電路

典型應(yīng)用電路中，電源電壓VBATT范圍為1.6V至28V，負(fù)載電流ILOAD通過電流檢測電阻RSENSE，SGM8193對RSENSE兩端的電壓進(jìn)行檢測和放大，輸出電壓OUT可以連接到ADC進(jìn)行進(jìn)一步處理。

五、封裝與訂購信息

SGM8193提供SOT - 23 - 5和WLCSP - 1×1 - 4B兩種封裝，每種封裝對應(yīng)不同的增益型號都有相應(yīng)的訂購編號、封裝標(biāo)記和包裝選項(xiàng)。例如，SGM8193A0（增益 = 25V/V）的SOT - 23 - 5封裝訂購編號為SGM8193A0XN5G/TR，封裝標(biāo)記為06RXX，包裝選項(xiàng)為編帶包裝，數(shù)量為3000個(gè)。

六、電氣特性

輸入特性

輸入失調(diào)電壓在不同溫度下有不同的數(shù)值，在+25℃時(shí)為10μV（典型值），全溫度范圍（ - 40℃至 + 125℃）最大為130μV。輸入共模電壓范圍在+25℃時(shí)為1.6V至28V，全溫度范圍為1.8V至28V。共模抑制比在不同條件下也有相應(yīng)的指標(biāo)。

輸出特性

不同增益型號的增益、增益誤差、輸出電阻、低輸出電壓和高輸出電壓等參數(shù)都有明確的規(guī)定。例如，SGM8193A0的增益為25V/V，增益誤差在+25℃時(shí)為±0.15%（典型值），全溫度范圍最大為±0.6%。

動態(tài)性能

小信號帶寬、輸出建立時(shí)間、過載恢復(fù)時(shí)間和輸入?yún)⒖茧妷涸肼暤葎討B(tài)性能指標(biāo)也給出了詳細(xì)的數(shù)據(jù)。例如，SGM8193A0在VSENSE = 100mV、+25℃時(shí)的小信號帶寬為280kHz。

電源特性

電源電流在不同的輸入共模電壓和溫度條件下有所不同，在1.6V < VRs+ < 28V、+25℃時(shí)，典型值為0.85μA，最大值為1.2μA。

七、典型性能特性

文檔中給出了多種典型性能特性曲線，包括輸出電壓與檢測電壓的關(guān)系、輸入失調(diào)電壓與輸入共模電壓的關(guān)系、增益誤差與輸入共模電壓的關(guān)系、電源電流與輸入共模電壓和溫度的關(guān)系等。通過這些曲線，我們可以直觀地了解SGM8193在不同條件下的性能表現(xiàn)。

八、功能框圖與詳細(xì)描述

SGM8193是一款單向高端電流檢測監(jiān)測器，其內(nèi)部放大器通過迫使負(fù)載電流流經(jīng)電阻R1，使得R1上的電壓降等于外部電阻兩端的檢測電壓。內(nèi)部集成的PMOS使得電流也流經(jīng)ROUT，從而輸出電壓OUT等于ILOAD × RSENSE × ROUT / R1。不同增益型號的內(nèi)部增益設(shè)置電阻不同，例如增益為200V/V時(shí)，R1為100Ω，ROUT為20kΩ。

九、應(yīng)用信息

選擇檢測電阻

選擇檢測電阻時(shí)，需要考慮電阻的電壓損失、輸出擺幅與RS+和SENSE的關(guān)系、測量精度、效率和功耗以及PCB走線引起的電壓降等因素。根據(jù)公式和實(shí)際需求選擇合適的電阻值，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能。

雙向應(yīng)用

對于需要測量電池充放電電流的雙向應(yīng)用，可以采用特定的電路來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量。

可選輸出濾波電容

在ADC采樣時(shí)間較短（小于1μs）時(shí)，在SGM8193的輸出端添加陶瓷電容可以保持輸出電壓穩(wěn)定，同時(shí)降低小信號帶寬和相應(yīng)的噪聲。

十、總結(jié)

SGM8193以其納米功耗、高精度、多種增益可選和小巧封裝等優(yōu)勢，在便攜式和電池供電應(yīng)用中具有很大的競爭力。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)具體需求充分利用其特性，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的電流檢測。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的電流檢測問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。