OPA379系列：1.8V、2.9µA、90kHz轨对轨输入/输出运算放大器

特征

●低噪声：2.8uVPp（0.1Hz-10Hz）

●micro功率：5.5A（最大）

●低偏移电压：1.5mV（最大）

●DC精度：

-共模抑制比：100dB

-电源抑制比：2uV/V

-AoL:120dB

●宽电源电压范围：1.8V至5.5V

●microSize包装：

-SC70-5、SOT23-5、sot38-8、SO-8、TSSOP-14

应用

●电池供电的仪器

●便携式设备

●医疗器械

●手持式测试设备

说明

OPA379系列微功率低压运算放大器专为电池供电应用而设计。这些放大器在低至1.8V（±0.9V）的电源电压下工作。高性能、单电源操作和轨对轨能力（最大10μV）使OPA379系列适用于广泛的应用。

除了microSize封装外，OPA379系列运算放大器还具有令人印象深刻的带宽（90kHz）、低偏置电流（5pA）和低噪声（80nV/NHz），与极低的静态电流（最大5.5μA）相比。

OPA379（单）有SC70-5、SOT23-5和SO-8封装。OPA2379（双）采用SOT23-8和SO-8封装。OPA4379（四路）采用TSSOP-14封装。所有版本都指定为-40C到+125C。

应用程序信息

OPA379系列运算放大器在不影响带宽或噪声的情况下最大限度地降低了功耗。电源抑制比（PSRR）、共模抑制比（CMRR）和开环增益（AOL）的典型值为100dB或更高。

在设计超低功耗时，请仔细选择系统组件。为了尽量减少电流消耗，请选择大值电阻器。任何电阻器都会与电路中的杂散电容和运算放大器的输入电容发生反应。这些寄生RC组合会影响整个系统的稳定性。可能需要反馈电容器来确保稳定性并限制过冲或增益峰值。

良好的布局实践要求使用0.1μF的旁路电容器，紧密地放置在电源引脚上。

工作电压

OPA379系列运算放大器在+1.8V至+5.5V（0.9V至±2.75V）范围内经过全面规定和测试。随电源电压变化的参数如典型特性曲线所示。

输入共模电压范围

OPA379系列的输入共模电压范围通常超出每个电源轨100mV。这种轨对轨输入是使用互补输入级实现的。CMRR指定为从负极轨道到正极轨道以下1V。在（V+）-1V和（V+”+0.1V之间，由于输入级的过渡区，放大器以更高的偏移电压工作。请参阅典型特性，偏移电压与共模电压与温度。

保护输入免受过电压

通常，输入电流为5pA。然而，较大的电压输入（超过电源轨500mV）可能会导致过大的电流流入或流出输入引脚。因此，除了将输入电压保持在最大额定值以下外，将输入电流限制在10mA以下也很重要。如下图所示，使用输入电压电阻器可以很容易地实现这种限制。

噪声

尽管微功率放大器经常具有高宽带噪声，但OPA379系列具有出色的噪声性能。应谨慎选择电阻器，因为OPA379只有2.8uVpp的0.1Hz至10Hz噪声和80nV/Hz的宽带噪声；否则，它们可能会成为主要的噪声源。

电容性负载与稳定性

负载电容超过30pF的跟随器配置会在输出信号中产生额外的过冲（参见典型的小信号过冲与电容性负载特性，图17）和振铃。增加增益增强了放大器驱动更大电容性负载的能力。在单位增益配置中，可以通过插入一个与输出串联的小（100到200）电阻器Rs来改善电容性负载驱动，如下图所示。该电阻器显著减少了振铃，同时保持了纯电容性负载的直流（dc）性能。然而，如果存在与电容性负载并联的电阻性负载，则会创建分压器，在输出端引入直流误差，并略微降低输出摆幅。引入的误差与比值Rs/RL成正比，通常可以忽略不计。

在单位增益反相器配置中，运算放大器输入端的电容与增益设置电阻器之间的反应可以降低相位裕度。使用较小值的电阻器可实现最佳性能。然而，当无法避免大值电阻器时，可以在反馈中插入一个小（4pF至6pF）电容器CFB，如下图所示。这种配置通过补偿电容CIN的影响显著减少了过冲，CIN包括放大器输入电容（3pf）和印刷电路板（PC）寄生电容。

蓄电池监测

OPA379系列的低工作电压和静态电流使其成为电池监测应用的绝佳选择，如下图所示。

在这个电路中，只要电池电压保持在2V以上，VsTATus就很高。低功率参考用于设置跳闸点。电阻值选择如下：

1.重新选择：选择Re，使通过RF的电流比温度下的最大偏置电流大约大1000倍：

2.选择磁滞电压VHYST。对于电池监测应用，50mV就足够了。

3.计算R1如下：

4.选择VIN上升的阈值电压（VTHRS）=2.0V

5.计算R2如下：

6.计算RBIA：该电路的最小电源电压为1.8V。REF1112的电流要求为1.2uA（最大）。提供2uA的电源电流可确保正常运行。因此：

窗口比较器

下图显示了用作窗口比较器的OPA2379。阈值限值由VH和VL设置，VH>VL。当VIN<VH时，A1的输出为低。当VIN>VL时，A2的输出为低。因此，只要VIN在VH和VL之间，两个运算放大器输出都处于OV。这种架构导致没有电流流过任何一个二极管，Q1处于截止状态，基极电压为0V，Vour强制为高。

注：（1） RIN保护A1和A2免受可能的过电流。（2） IN4446或等效二极管。（3） 2N2222或等效NPN晶体管。

如果VIN降至VL以下，A2的输出为高，电流流过D2，Vour为低。同样，如果VIN上升到VH以上，A1的输出为高，电流流过D1，Vour为低。

窗口比较器阈值电压设置如下：

电气特性

OPA379系列的电气参数使其在众多运算放大器中脱颖而出。其输入失调电压典型值为100µV，输入共模电压范围达到地电位到Vcc-0.1V，输出电压摆幅非常接近电源轨，大大提高了信号处理的灵活性。同时，其温度范围为-40°C到85°C，确保在各种环境下都能实现稳定的工作。

此外，OPA379的封装形式多样，可根据具体需求选择SOT-23、SOIC等封装，满足不同的空间和热管理要求。

设计注意事项

尽管OPA379系列具有诸多优势，但在实际应用中也需考虑一些设计注意事项。首先，由于其低功耗特性，这可能会对使用的PCB设计和电源管理产生一定影响。设计师需要特别注意布线，以减少电路中的噪声和互耦效应。

其次，在选择OPA379的工作电压时，确保供电电压和输入信号范围相匹配，避免信号失真。此外，由于其轨对轨特性，设计者应根据应用选择适当的增益，以最大化其性能而不会导致信号的过载。

在设计反馈网络时，适当选择反馈电阻值和去耦电容，可以有效稳定运算放大器的性能。在低频应用中，选择合适的去耦电容有助于消除电源噪声，提高信号质量。

最后，理解OPA379的工作原理和特性对于优化其性能至关重要，工程师在进行电路设计时应仔细研究其数据手册，以确保最佳的应用效果。