MCP6293T-E/CH

MCP6291/2/3/4/5 1.0 mA、 10 MHz 轨到轨运算放大器 特性 概述 • • • • • • • • Microchip Technology Inc. 的 MCP6291/2/3/4/5 系列运 算放大器 （运放）提供较宽的电流带宽。该系列具有 10 MHz 增 益带宽积 （Gain Bandwidth Product， GBWP）和 65°相位容限。在低至 2.4V 的单电源供电 条件下，该系列器件仍可正常工作，消耗 1 mA （典型 值）的静态电流。此外， MCP6291/2/3/4/5 支持轨到轨 输 入 和 输 出 摆 幅，其 共 模 输 入 电 压 范 围 为 VDD + 300 mV 到 VSS – 300 mV。该系列的运算放大器 在设计中采用了 Microchip 先进的 CMOS 工艺。 增益带宽积：10 MHz （典型值） 供电电流：IQ = 1.0 mA 供电电压：2.4V 至 5.5V 轨到轨输入 / 输出 扩展级温度范围：-40°C 至 +125°C 有单运放、双运放和四运放封装可供选择 具有片选功能 （CS）的单运放 （MCP6293） 具有片选功能 （CS）的双运放 （MCP6295） MCP6295 采用 8 引脚封装，有用于双运放的片选输入 端 （CS）。该器件是通过将两个运放级联，即将运放 A 的输出端与运放 B 的同相输入端相连的方法制造的。CS 输入端使器件处于低功耗模式。 应用领域 • • • • • • 汽车 便携式设备 光电二极管放大器 模拟滤波器 笔记本电脑和 PDA 电池供电系统 MCP6291/2/3/4/5 系列可在扩展级温度范围 -40°C 至 +125°C 内正常工作。其供电电压范围为 2.4V 至 5.5V。 工具支持 • SPICE 宏模型 （见 www.microchip.com） • FilterLab® 软件 （见 www.microchip.com） 封装类型 NC 1 MCP6291 SOT-23-5 8 NC VIN_ 2 VIN+ 3 VSS 4 7 VDD VSS 2 6 VOUT VIN+ 3 5 NC MCP6293 PDIP, SOIC, MSOP NC 1 VIN_ 2 VSS 4 7 VDD 6 VOUT 5 NC VDD 2 4 VIN- VIN+ 3 6 VDD - 5 CS 4 VIN- VOUTA 1 _ 14 VOUTD - + + - 13 VIND_ VINA+ 3 12 VIND+ VDD 4 VOUTB 7 VINA_ 2 4 VIN- 2 VINA VINB+ 5 VINB_ 6  2006 Microchip Technology Inc. - MCP6294 PDIP, SOIC, TSSOP SOT-23-6 VOUT 1 VSS 2 VIN+ 3 VOUTA 1 5 VSS VOUT 1 - MCP6293 + VIN+ 3 8 CS + MCP6292 PDIP, SOIC, MSOP SOT-23-5 5 VDD VOUT 1 + + MCP6291R + MCP6291 PDIP, SOIC, MSOP 11 VSS 10 VINC+ VINA+ 3 8 VDD 7 VOUTB - + + - VSS 4 6 VINB_ 5 VINB+ MCP6295 PDIP, SOIC, MSOP VOUTA/VINB+ 1 VINA_ 2 VINA+ 3 VSS 4 8 VDD 7 VOUTB - + + - _ 6 VINB 5 CS -+ +- 9 V _ INC 8 VOUTC DS21812D_CN 第 1 页 MCP6291/2/3/4/5 1.0 电气特性 绝对最大值 † VDD – VSS ........................................................................7.0V 所有输入和输出 ............................... VSS– 0.3V 至 VDD + 0.3V † 注意：如果器件工作条件超过上述 “绝对最大额定值”，可 能会对器件造成永久性损坏。上述值仅为运行条件的极大值， 我们不建议器件在该规范规定的范围以外运行。器件长时间工 作在绝对最大极限条件下，其稳定性会受到影响。 差分输入电压.......................................................... |VDD–VSS| 输出短路电流................................................................... 连续 输入引脚电流................................................................ ±2 mA 输出引脚和供电引脚电流............................................ ±30 mA 储存温度....................................................... -65°C 至 +150°C 结温 （TJ）......................... .........................................+150°C 所有引脚 ESD 保护 （HBM/MM）.......................... ≥ 4 kV/400V 直流电气规范 电气特性：除非另外说明，否则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 VOUT ≈ VDD/2。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 输入失调电压 VOS -3.0 － +3.0 mV VCM = VSS （注 1） 输入失调电压 （扩展级温度） VOS -5.0 － +5.0 mV TA = -40°C 至 +125°C， VCM = VSS （注 1） ∆VOS/∆TA － ±1.7 － µV/°C TA = -40°C 至 +125°C， VCM = VSS （注 1） PSRR 70 90 － dB 输入偏置电流 IB － ±1.0 注 2 IB － 50 － 200 pA 所处温度 pA TA = +85°C （注 2） IB TA = +125°C （注 2） 输入失调 输入失调温度漂移 电源抑制比 VCM = VSS （注 1） 输入偏置电流、输入失调电流和阻抗 － 2 5 nA 输入失调电流 IOS － ±1.0 － pA 注 3 共模输入阻抗 ZCM － 1013||6 － Ω||pF 注 3 差分输入阻抗 ZDIFF － 1013||3 － Ω||pF 注 3 共模输入电压范围 VCMR VSS − 0.3 V 共模抑制比 70 － 85 VDD + 0.3 CMRR － dB VCM = -0.3V 至 2.5V， VDD = 5V 共模抑制比 CMRR 65 80 － dB VCM = -0.3V 至 5.3V， VDD = 5V AOL 90 110 － dB VOUT = 0.2V 至 VDD – 0.2V， VCM = VSS （注 1） VOL, VOH VSS + 15 mV － － ±25 VDD-15 ISC － mA VDD 2.4 5.5 V IQ 0.7 － 1.0 1.3 mA 所处温度 共模 （注 4） 开环增益 直流开环增益 （大信号） 输出 最大输出电压摆幅 输出短路电流 电源 电源电压 每个放大器的静态电流 注 1： 2： 3： 4： TA= -40°C 至 +125°C IO = 0 MCP6295 中用于运放 B 的 VCM 引脚 （引脚 VOUTA/VINB+ 和 VINB-）的电压为 VSS + 100 mV。 MCP6295 的 VINB- 引脚上的电流由 IB 指定。 该规范不适用于 MCP6295 的 VOUTA/VINB+ 引脚。 MCP6295 的 VINB- 引脚 （运放 B）的共模范围 （VCMR）为 VSS + 100 mV 至 VDD - 100 mV。 MCP6295 的 VOUTA/VINB 引脚 （运放 B）的电压范围由 VOH 和 VOL 指定。 DS21812D_CN 第 2 页  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 交流电气规范 电气特性：除非另外说明，否则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 交流响应 GBWP － 10.0 － MHz 单位增益的相位容限 PM － 65 － 转换速率 SR － 7 － ° V/µs 增益带宽积 噪声 输入噪声电压 Eni － 3.5 － µVP-P 输入噪声电压密度 eni － 8.7 － nV/√Hz f = 0.1 Hz 至 10 Hz f = 10 kHz 输入噪声电流密度 ini － 3 － fA/√Hz f = 1 kHz 温度规范 电气特性：除非另外说明，否则 VDD = +2.4V 至 +5.5V 且 VSS = GND。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 工作温度范围 TA -40 － +125 °C 储存温度范围 TA -65 － +150 °C 热阻， 5L-SOT-23 θJA － 256 － °C/W 热阻， 6L-SOT-23 θJA － 230 － °C/W 热阻， 8L-PDIP θJA － 85 － °C/W 热阻， 8L-SOIC θJA － 163 － °C/W 热阻， 8L-MSOP θJA － 206 － °C/W 热阻， 14L-PDIP θJA － 70 － °C/W 热阻， 14L-SOIC θJA － 120 － °C/W 热阻， 14L-TSSOP θJA － 100 － °C/W 条件 温度范围 注 封装热阻 注： 结温 （TJ）不得超过绝对最大规范值 +150°C。  2006 Microchip Technology Inc. DS21812D_CN 第 3 页 MCP6291/2/3/4/5 MCP6293/MCP6295 片选 （CS）规范 电气特性：除非另外说明，否则 TA = +25 ℃、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 符号 最小值 典型值 最大值 单位 CS 逻辑门限，低电平 VIL VSS － 0.2 VDD V CS 输入电流，低电流 ICSL － 0.01 － µA CS 逻辑门限，高电平 VIH 0.8 VDD － VDD V CS 输入电流，高电流 ICSH － 0.7 2 µA CS = VDD 每个放大器的接地电流 ISS － -0.7 － µA CS = VDD 放大器输出泄漏电流 － － 0.01 － µA CS = VDD CS 低电平到放大器输出有效之间的 导通时间 tON － 4 10 µs CS 低电平 ≤ 0.2 VDD、 G = +1 V/V、 VIN = VDD/2、 VOUT = 0.9 VDD/2 且 VDD = 5.0V CS 高电平到放大器输出呈现高阻的 时间 tOFF － 0.01 － µs CS 高电平 ≥ 0.8 VDD、 G = +1 V/V、 VIN = VDD/2 且 VOUT = 0.1 VDD/2 VHYST － 0.6 － V VDD = 5V 参数 条件 CS 低电平规范 CS = VSS CS 高电平规范 动态规范 （注 1） 迟滞 1： 规定的输入条件 （VIN）对 MCP6295 的运放 A 和 B 均适用。动态规范是在运放 B 的输出端 （VOUTB）测得的。 注 CS VIL tON VOUT ISS ICS 高阻 -0.7 µA（典型值） -1.0 mA（典型值） VIH tOFF 高阻 -0.7 µA（典型值） 0.7 µA（典型值） 0.7 µA（典型值） 10 nA（典型值） 图 1-1： MCP6293 和 MCP6295 的 片选 （CS）引脚时序图 DS21812D_CN 第 4 页  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 2.0 典型性能曲线 注： 以下图表来自有限数量样本的统计结果，仅供参考。 所列出的性能特性未经测试，不做任何保证。 一些图 表中列出的数据可能超出规定的工作范围 （如超出了规定电源电压范围），因此不在保证范围内。 2.8 2.4 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 -0.4 -0.8 -1.2 -1.6 -2.0 840 Samples VCM = VSS -2.4 12% 11% 10% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% -2.8 Percentage of Occurrences 注：除非另外说明，否则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 Input Offset Voltage (mV) 图 2-1： 输入失调电压柱状图 图 2-4： 输入失调电压漂移柱状图 图 2-2： （TA = +85°C） 输入偏置电流柱状图 图 2-5： （TA = +125°C） 输入偏置电流柱状图 输入失调电压－共模输入电 图 2-3： 压曲线 （VDD = 2.4V）  2006 Microchip Technology Inc. 输入失调电压－共模输入电 图 2-6： 压曲线 （VDD = 5.5V） DS21812D_CN 第 5 页 MCP6291/2/3/4/5 典型性能曲线 （续） 注：除非另外说明，否则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 图 2-7： 输入失调电压－输出电压曲线 图 2-10： 境温度曲线 输入偏置电流和输入失调电流－环 图 2-11： CMRR 和 PSRR －环境温度曲线 110 CMRR, PSRR (dB) 100 90 CMRR 80 PSRR- 70 PSRR+ 60 50 40 30 20 1.E+00 1 1.E+01 10 1.E+02 100 1.E+03 1k 1.E+04 10k 1.E+05 100k 1.E+06 1M Frequency (Hz) 图 2-8： CMRR 和 PSRR －频率曲线 输入偏置电流和失调电流－共 图 2-9： 模输入电压曲线 （TA = +85°C） DS21812D_CN 第 6 页 输入偏置电流和失调电流－共模输 图 2-12： 入电压曲线 （TA = +125°C）  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 典型性能曲线 （续） Ouput Voltage Headroom (mV) 注：除非 另外 说明，否 则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 1000 100 10 VOL - VSS VDD - VOH 1 0.01 0.1 1 10 Output Current Magnitude (mA) 图 2-13： 静态电流－电源电压曲线 图 2-16： 级曲线 输出电压余量—输出电流量 图 2-14： 开环增益和相位－频率曲线 图 2-17： 境温度曲线 增益带宽积和相位容限－环 图 2-18： 转换速率－环境温度曲线 100k 1M 1.E+07 10k 1.E+06 1k 1.E+04 0.1 1.E+05 VDD = 5.5V VDD = 2.4V 1 1.E+03 Maximum Output Voltage Swing (V P-P) 10 10M Frequency (Hz) 图 2-15： 最大输出电压摆幅－频率曲线  2006 Microchip Technology Inc. DS21812D_CN 第 7 页 MCP6291/2/3/4/5 典型性能曲线 （续） 注：除非另外说明，否则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 11 Input Noise Voltage Density (nV/¥Hz) Input Noise Voltage Density (nV/—Hz) 1,000 100 10 1 1.E-01 0.1 1.E+00 1.E+01 1 1.E+02 10 100 1.E+03 1.E+04 1k 10k 1.E+05 100k 10 9 8 f = 10 kHz VDD = 5.0V 7 6 5 4 3 2 1 0 1.E+06 1M 0.0 0.5 Frequency (Hz) 输入噪声电压密度—频率曲线 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 输入噪声电压密度－共模输 图 2-22： 入电压曲线 （工作频率为 10 kHz） Channel-to-Channel Separation (dB) 图 2-19： 1.0 Common Mode Input Voltage (V) 140 130 120 110 100 1 10 100 Frequency (kHz) 图 2-20： 输出短路电流－电源电压曲线 1.2 Hysteresis 0.6 0.2 CS swept high to low CS swept low to high Quiescent Current (mA/Amplifier) Quiescent Current (mA/Amplifier) 1.4 Op-Amp turns on here 0.8 0.4 1.6 VDD = 2.4V Op-Amp shuts off here 1.0 通道至通道噪声隔离－频率 图 2-23： 曲线 （仅 MCP6292、 MCP6294 和 MCP6295） VDD = 5.5V Op Amp shuts off Op Amp turns on Hysteresis 1.2 1.0 0.8 CS swept high to low 0.6 CS swept low to high 0.4 0.2 0.0 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 Chip Select Voltage (V) 图 2-21： 静态电流－片选 （CS）电 压曲线 （VDD = 2.4V，仅 MCP6293 和 MCP6295） DS21812D_CN 第 8 页 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 Chip Select Voltage (V) 静态电流－片选 （CS）电 图 2-24： 压曲线 （VDD = 5.5V，仅 MCP6293 和 MCP6295）  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 典型性能曲线 （续） 注：除非另外说明，否则 TA = +25°C、 VDD = +2.4V 至 +5.5V、 VSS = GND、 VCM = VDD/2、 VOUT ≈ VDD/2、 RL = 10 kΩ 至 VDD/2 且 CL = 60 pF。 图 2-25： 大信号同相脉冲响应曲线 图 2-28： 大信号反相脉冲响应曲线 G = -1V/V Output Voltage (10 mV/div) Output Voltage (10 mV/div) G = +1V/V Time (200 ns/div) 图 2-26： 小信号同相脉冲响应曲线 片选 （CS）信号有效到放 图 2-27： 大器输出的响应时间曲线 （VDD = 2.4V，仅 MCP6293 和 MCP6295）  2006 Microchip Technology Inc. Time (200 ns/div) 图 2-29： 小信号反相脉冲响应曲线 片选 （CS）信号有效到放 图 2-30： 大器输出的响应时间曲线 （VDD = 5.5V，仅 MCP6293 和 MCP6295） DS21812D_CN 第 9 页 MCP6291/2/3/4/5 3.0 引脚说明 表 3-1 所列引脚说明适用于单运放器件，表 3-2 所列引脚说明适用于双运放和四运放器件。 表 3-1： 单运放器件的引脚功能表 MCP6291 （PDIP、 SOIC 和 MSOP） MCP6291 （SOT-23-5） MCP6271R （SOT-23-5） MCP6293 （PDIP、 SOIC 和 MSOP） MCP6293 （SOT-23-6） 符号 6 1 1 6 1 VOUT 模拟输出 2 4 4 2 4 VIN- 反相输入 3 3 3 3 3 VIN+ 同相输入 7 5 2 7 6 VDD 电源正极 4 2 5 4 2 VSS 电压负极 － － － 8 5 CS 片选 － 1,5 － NC 无内部连接 1,5,8 表 3-2： － 双运放和四运放器件的引脚功能表 MCP6292 MCP6294 MCP6295 符号 1 1 － VOUTA 2 2 2 VINA- 反相输入 （运放 A） 3 3 3 VINA+ 同相输入 （运放 A） 3.1 说明 模拟输出 （运放 A） 8 4 8 VDD 5 5 － VINB+ 6 6 6 VINB- 反相输入 （运放 B） 7 7 7 VOUTB 模拟输出 （运放 B） － 8 － VOUTC 模拟输出 （运放 C） － 9 － VINC- 反相输入 （运放 C） － 10 － VINC+ 同相输入 （运放 C） 4 11 4 VSS － 12 － VIND+ 同相输入 （运放 D） － 13 － VIND- 反相输入 （运放 D） 模拟输出 （运放 D） － 14 － VOUTD － － 1 VOUTA/VINB+ － － 5 CS 电源正极 同相输入 （运放 B） 电源负极 模拟输出 （运放 A） / 同相输入 （运放 B） 片选 模拟输出 输出引脚是低阻抗电压源。 3.2 模拟输入 同相和反相输入引脚都是高阻抗 CMOS 输入，偏置电流 较小。 3.3 说明 MCP6295 的 VOUTA/VINB+ 引脚 只有 MCP6295 才有的引脚，将运放 A 的输出直接与运 放 B 的同相输入端相连，构成 VOUTA/VINB+ 引脚。这种 连接方式可以为 8 引脚封装中的双运放提供片选引脚。 DS21812D_CN 第 10 页 3.4 CS 数字输入 这是 CMOS 施密特触发输入，它使器件处于低功耗工作 模式。 3.5 电源 （VSS 和 VDD） 电源正极 （VDD）的电压比电源负极 （VSS）的电压高 2.4V 至 5.5V。在正常工作状态下，其他引脚的电压均 介于 VSS 和 VDD 之间。 通常，该系列器件都在单 （正极）电源下工作。此时， VSS 接地，VDD 接电源。需要在靠近 VDD 引脚 2 mm 内 的位置连接一个旁路电容（一般为 0.01 µF 到 0.1 µF）。 该系列器件可以在靠近 VDD 引脚 100 mm 内的位置连接 大电容，并与邻近模拟元件共用该电容。  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 4.0 应用信息 MCP6291/2/3/4/5 系 列 运 放 采 用 Microchip 先 进的 CMOS 工艺制造，专为低成本、低功耗的通用应用而设 计 的。低 供 电 电 压、低 静 态 电 流 和 高 带 宽 使 MCP6291/2/3/4/5 成为电池供电应用的理想选择。 4.1 – MCP6291/2/3/4/5 运放设计为在输入引脚电压超过供电 电压时，会防止相位反转。图 4-1 显示当输入电压超过 供电电压时，没有出现任何相位反转。 Input, Output Voltage (V) 6 V SS – (( Minimum expected V IN ) 最小 VIN 期望值 ) R IN ≥ ---------------------------------------------------------------------------------2 mA 图 4-2： 引脚的电流 4 VOUT VIN 4.2 2 1 0 -1 ( 最大 VINexpected 期望值 ) –V IN VDD ( Maximum ) – V DD R IN ≥ ------------------------------------------------------------------------------------2 mA VDD = 5.0V G = +2V/V 5 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 Time (1 ms/div) 图 4-1： 相位反转 VOUT + VIN 轨到轨输入 3 MCP629X RIN MCP6291/2/3/4/5 显示没有 MCP6291/2/3/4/5 运放的输入级采用的是两个并联的差 分 CMOS 输入级。一个工作在低共模输入电压（VCM） 下，而另一个则工作在高 VCM 下。采用这种拓扑结构， 器件可以在 VCM 为 VDD + 0.3 mV 至 VSS – 0.3 mV 的 和 范围 内工 作。通过 在 VCM = VSS – 0.3 mV VDD + 0.3 mV 时测得输入失调电压 （VOS），来确保器 件正常工作。 超过输入电压范围 （VSS – 0.3V 至 VDD + 0.3V）的输 入电压会引起过量的电流流入或流出输入引脚。电流超 过 ±2 mA 会影响器件的可靠性。超过该额定值的应用 必须外接一个电阻来限制电流，如图 4-2 所示。 通过电阻 （RIN）限制输入 轨到轨输出 当 RL（10kΩ）与 VDD/2 （VDD = 5.5V）相连时， MCP6291/2/3/4/5 运放的输出电压范围为 VDD – 15 mV （最小值）至 VSS + 15 mV （最大值）。请参见图 2-16 获取更多信息。 4.3 容性负载 驱动大容量容性负载会使电压反馈运放出现稳定性问 题。 当负载电容增大时，反馈回路的相位容限会减小， 而且闭环带宽也会变窄。 这将使频率响应出现增益尖 峰，并在阶跃响应中出现过冲和振荡。尽管所有增益的 一般性能相同，但单位增益缓冲器 （G = +1）对于容性 负载是最敏感的。 当用这些运放来驱动大容性负载时（如，当 G = +1 时， 容性负载 > 100 pF） ，在输出端串联一个小电阻 （如 图 4-3 中的 RISO）可使输出负载在高频时呈现阻态，从 而改善反馈回路的相位容限 （稳定性）。然而，其带宽 一般会窄于不带容性负载时的带宽。 – RISO MCP629X VIN 图 4-3： + VOUT CL 输出电阻 RISO 稳定大容性负载 图 4-4 给出了不同容性负载和增益的 RISO 推荐值。x 轴 为归一化负载电容 （CL/GN），其中 GN 是电路的噪声 增益。 对于正相增益， GN 和信号增益是相等的。对于 反相增益， GN 等于 1+ | 信号增益 | （例如，若信号增 益为 -1 V/V，则 GN = +2 V/V）。  2006 Microchip Technology Inc. DS21812D_CN 第 11 页 MCP6291/2/3/4/5 VOUTA/VINB+ VINB1 VINAVINA+ 6 2 3 B A 7 VOUTB MCP6295 5 CS 图 4-4： 容性负载的 RISO 推荐值 为电路选定了 RISO 后，应再次检查频率响应峰值和阶 跃响应是否产生过冲。修改 RISO 的值，直至有合理的 响应。 可利用 MCP6291/2/3/4/5 的 SPICE 宏模型进行 基准评估和模拟。 4.4 MCP629X 片选功能 （CS） MCP6293 和 MCP6295 分别是带有片选功能（CS）的 单运放和双运放器件。当 CS 被拉高时，供电电流会降 至 0.7 µA （典型值）并从 CS 引脚流到 VSS 引脚。 此 时，放大器的输出为高阻态。 通过拉低 CS 引脚的电平 来使能放大器。 如果 CS 引脚悬空，放大器可能无法正 常工作。图 1-1 显示了输出电压和供电电流对 CS 脉冲 的响应。 4.5 级联双运放 （MCP6295） MCP6295 是一款带有片选功能 （CS）的双运放器件。 片选输入信号也可在标准双运放的同相输入端 （引脚 5）上获得。这是因为运放 A 的输出引脚和运放 B 的同 相输入端相连，如图 4-5 所示。片选输入端可与单片机 的 I/O 引脚相连，使器件处于低功耗模式。请参见第 4.4 节 “MCP629X 片选功能 （CS）” 图 4-5： 级联增益放大器 运放 A 的输出阻抗就是运放 B 的输入阻抗，其典型值为 1013Ω||6 pF，如直流规范表中的规定（请参见第 4.3 节 “容性负载”，以获取更详细的有关容性负载的信息）。 本数据手册中指定了这些运放的共模输入范围为 VSS – 300 mV 至 VDD + 300 mV。但是，由于运放 A 的 输出受到 VOL 和 VOH 的限制 （负载为 10 kΩ 时，轨到 轨输出为 20 mV），运放 B 的同相输入范围会受到共模 输入范围 VSS + 20 mV 至 VDD – 20 mV 的限制。 4.6 电源旁路 使用该系列的运放时，应该在靠近电源引脚（单电源供 电时为 VDD 引脚） 2 mm 的范围内连接一个旁路电容 （0.01 µF 至 0.1 µF），以获得良好的高频性能。此外还 需要在距离电源引脚 100 mm 的范围内连接一个大容量 电容（1 µF 或更大），用于提供缓慢的大电流。运放可 与其他模拟元件共用该大电容。 4.7 PCB 表面泄漏电流 对那些必须保证低输入偏置电流的应用来说，必须考虑 印刷电路板 （Printed Circuit Board， PCB）表面泄漏 电流的影响。电路板表面泄漏电流是由于电路板潮湿、 积尘或其他污渍产生的。在低湿条件下，相邻走线之间 的典型阻抗为 1012Ω。 5V 的压差会产生 5 pA 的电流， 这一电流比 MCP6291/2/3/4/5 系列在 25°C 时的偏置电 流 （典型值 1 pA）大。 减少表面泄漏电流最简单的方法是在敏感引脚 （或走 线）周围使用保护环。保护环的偏置电压与敏感引脚的 电压相等。图 4-6 给出了这种布局的一个示例。 DS21812D_CN 第 12 页  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 VIN- VIN+ VSS 4.8 应用电路 4.8.1 多反馈低通滤波器 MCP6291/2/3/4/5 运放可用于有源滤波器应用。图 4-7 显示了一个反相三阶多反馈低通滤波器，它可用作抗混 叠滤波器。 保护环 图 4-6： 1. 2. R1 VIN C1 反相增益的保护环布局示例 对于反相增益和跨导放大器（将电流转换为电压 的放大器，如光电检测器）： a. 将保护环与同相输入引脚（VIN+）相连。这 将使保护环的偏置电压与运放参考电压（如 VDD/2 或地）相同。 b. 用一根不与 PCB 表面接触的导线将反相引 脚 （VIN-）与输入端相连。 正相增益和单位增益缓冲器： a. 用一根不与 PCB 表面接触的导线将同相引 脚 （VIN+）与输入端相连。 b. 将保护环与反相输入引脚 （VIN-）相连。这 将使保护环偏置为共模输入电压。 R2 R3 R4 VOUT C4 C3 MCP6291 VDD/2 图 4-7： 多反馈低通滤波器 可使用 Microchip 的 FilterLab® 软件来设计该滤波器和 其他 滤波 器，该软 件可 从 Microchip 网站 （www.microchip.com）下载。 4.8.2 光电二极管放大器 图 4-8 显示了将光电二极管偏置在光电模式下，以获得 高精度的电路。 电阻 R 将二极管电流 ID 转换成电压 VOUT。 电容用来限制带宽或稳定电路从而避免其受到 二极管电容的影响 （并非总是需要该电容）。 C ID R VOUT 光 MCP6291 VDD/2 图 4-8：  2006 Microchip Technology Inc. 光电二极管放大器 DS21812D_CN 第 13 页 MCP6291/2/3/4/5 4.8.3 级联运放应用 MCP6295 是使用 8 引脚封装的双运放器件，它提供了 灵活的低功耗模式。 MCP6295 通过使用两个具有片选 功能的单运放或一个为两个运放提供一根片选线的 10 引脚器件，省去了电池供电应用所需的额外成本和空 间。由于两个运放是内部级联的，因此对于那些需要在 两个运放之间连接有源或无源元件的电路不能使用该器 件。但是，这种带有片选功能的运放配置也能适用于一 些应用。以下电路就展示了几种可使用该器件的应用。 4.8.3.1 R3 R2 B A VIN R1 VOUT MCP6295 负载隔离 使用级联放大器配置时，运放 B 可用于将负载与运放 A 隔离。在运放 A 驱动反馈回路中的容性负载或低阻抗负 载的应用 （如积分电路或滤波电路）中，运放可能没有 足够的拉电流来驱动负载。这种情况下，运放 B 可被用 作缓冲器。 B A MCP6295 VOUTB 图 4-9： CS 图 4-10： 4.8.3.3 级联增益电路配置 差分放大器 图 4-11 显示了带有片选功能的作为差分放大器使用的 运放 A。在该配置中，推荐使用尽可能匹配的电阻（如， 0.1%）来增加共模抑制比 （Common Mode Rejection Ratio，CMRR）。运放 B 用作提供额外增益的放大器或 将负载与差分放大器隔离的单位增益缓冲器。 负载 CS 4.8.3.2 R4 R4 VIN2 使用缓冲器来隔离负载 级联增益 图 4-10 显示了带有片选功能的级联增益电路配置。运 放 A 和运放 B 被配置为同相放大器。在该配置中，需要 注意的是运放 A 的输入失调电压会被运放 A 和运放 B 的 级联增益放大，如下所示： VIN1 R2 R1 R2 A R1 R3 B VOUT MCP6295 CS 图 4-11： 差分放大器电路 V OUT = V IN G A G B + V OSA G A G B + V OSB G B 其中： GA = 运放 A 的增益 GB = 运放 B 的增益 VOSA = 运放 A 的输入失调电压 VOSB = 运放 B 的输入失调电压 因此，建议将系统的大多数增益设置为运放 A 的增益， 而使运放 B 的增益相对较小 （如，单位增益缓冲器）。 DS21812D_CN 第 14 页  2006 Microchip Technology Inc. MCP6291/2/3/4/5 4.8.3.4 4.8.3.6 有缓冲功能的正向积分器 图 4-12 显示了带有缓冲功能和片选输入的有损正向积 分器。运放 A 配置为正向积分器。 在该配置中，建议将 每个输入端的阻抗匹配。R F用于在频率