TLV9001-Q1, TLV9002-Q1, TLV9004-Q1
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TLV900x-Q1 低功耗 RRIO 1MHz 汽车运算放大器
1 特性
3 说明
• 符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准
– 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
– 器件 HBM ESD 分类等级 2
– 器件 CDM ESD 分类等级 C6
• 可扩展 CMOS 放大器，适用于低成本应用
• 轨至轨输入和输出
• 低输入失调电压：±0.4mV
• 单位增益带宽：1MHz
• 低宽带噪声：27nV/√Hz
• 低输入偏置电流：5pA
• 低静态电流：60µA/通道
• 单位增益稳定
• 内置 RFI 和 EMI 滤波器
• 可在电源电压低至 1.8V 的情况下运行
• 由于具有电阻式开环输出阻抗，因此在较高的电容
性负载下更易稳定
• 提供功能安全
– 功能安全信息
TLV900x-Q1 系列包括单通道 (TLV9001-Q1)、双通道
(TLV9002-Q1) 和四通道 (TLV9004-Q1) 低压（1.8V 至
5.5V）运算放大器，具有轨至轨输入和输出摆幅功
能。这些运算放大器为空间受限、需要低压运行和高容
性负载驱动的汽车应用（例如信息娱乐系统和照明）提
供了一种具有成本效益的解决方案。TLV900x-Q1 系列
的容性负载驱动器具有 500pF 的电容，并且电阻式开
环输出阻抗使其能够在更高的容性负载下更轻松地实现
稳 定 。 这 些 运 算 放 大 器 专 为 低 工 作 电 压 （ 1.8V 至
5.5V）而设计，性能规格类似于 TLV600x-Q1 器件。
TLV900x-Q1 系列稳健的设计可简化电路设计。这些运
算放大器具有单位增益稳定性，集成了 RFI 和 EMI 抑
制滤波器，并且在过驱情况下不会出现相位反转。
封装信息(3)
器件型号
(1)
TLV9001-Q1
2 应用
•
•
•
•
•
•
•
•
•
封装尺寸（标称值）
DBV（SOT-23，5)
1.60mm × 2.90mm
DCK（SC70，5）
1.25mm × 2.00mm
D（SOIC，8）
3.91mm × 4.90mm
PW（TSSOP，8）
TLV9002-Q1
针对 AEC-Q100 1 级应用进行了优化
信息娱乐系统与仪表组
被动安全
车身电子装置和照明
混合动力汽车/电动汽车逆变器和电机控制
车载充电器 (OBC) 和无线充电器
动力总成电流传感器
高级驾驶辅助系统 (ADAS)
单电源、低侧、单向电流感应电路
封装
(2)
3.00mm × 4.40mm
DGK（VSSOP，8） 3.00mm × 3.00mm
TLV9004-Q1
DYY（SOT-23，
14）
4.20mm × 1.90mm
D（SOIC，14）
8.65mm × 3.91mm
PW（TSSOP，14） 4.40mm × 5.00mm
(1)
如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附
录。
仅表示封装为预发布。
请参阅器件比较表。
(2)
(3)
RG
RF
R1
VOUT
VIN
C1
f-3 dB =
(
RF
VOUT
= 1+
RG
VIN
((
1
1 + sR1C1
1
2pR1C1
(
单极低通滤波器
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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内容
1 特性................................................................................... 1
2 应用................................................................................... 1
3 说明................................................................................... 1
4 修订历史记录..................................................................... 2
5 器件比较表.........................................................................4
6 引脚配置和功能................................................................. 5
7 规格................................................................................... 8
7.1 绝对最大额定值...........................................................8
7.2 ESD 等级.................................................................... 8
7.3 建议运行条件.............................................................. 8
7.4 单通道器件的热性能信息............................................ 8
7.5 双通道器件的热性能信息............................................ 9
7.6 四通道器件的热性能信息............................................ 9
7.7 电气特性....................................................................10
7.8 典型特性....................................................................12
8 详细说明.......................................................................... 18
8.1 概述...........................................................................18
8.2 功能方框图................................................................ 18
8.3 特性说明....................................................................19
8.4 器件功能模式............................................................ 19
9 应用和实施.......................................................................20
9.1 应用信息....................................................................20
9.2 典型应用....................................................................20
9.3 电源相关建议............................................................ 24
9.4 布局...........................................................................24
10 器件和文档支持............................................................. 26
10.1 文档支持..................................................................26
10.2 接收文档更新通知................................................... 26
10.3 支持资源..................................................................26
10.4 商标.........................................................................26
10.5 静电放电警告.......................................................... 26
10.6 术语表..................................................................... 26
11 机械、封装和可订购信息............................................... 26
4 修订历史记录
注：以前版本的页码可能与当前版本的页码不同
Changes from Revision D (November 2022) to Revision E (April 2023)
Page
• 将 DBV 封装状态从预发布 更改为正在供货 ...................................................................................................... 1
Changes from Revision C (October 2021) to Revision D (December 2022)
Page
• 删除了器件信息 部分中 SC70 (5) 的预发布标签................................................................................................ 1
• 更改了引脚配置和功能 部分的格式.....................................................................................................................5
• 添加了单通道 DCK 封装的热性能信息................................................................................................................8
Changes from Revision B (March 2021) to Revision C (October 2021)
•
•
•
•
•
Page
删除了器件信息 部分中 SOT-23 (14) 和 TSSOP (14) 的预发布标签..................................................................1
向器件信息 部分添加了 TLV9001-Q1 SOT-23 (5) 和 SC70 (5) 封装的预发布标签............................................ 1
在数据表添加了 TLV9001-Q1 GPN.................................................................................................................... 1
向器件比较表 部分添加了 TLV9001-Q1.............................................................................................................. 4
在引脚配置和功能 部分添加了 TLV9001-Q1 DBV (SOT-23) 和 DCK (SC70)..................................................... 5
Changes from Revision A (June 2020) to Revision B (March 2021)
•
•
•
•
•
•
Page
更改了整个文档中的表格、图和交叉参考的编号格式.........................................................................................1
向特性 部分添加了提供功能安全和文档的链接.................................................................................................. 1
删除了器件信息 部分中 VSSOP (8) 的预发布标签............................................................................................. 1
为绝对最大额定值 表中的差分输入电压添加了注释 4 ........................................................................................8
添加了 DGK 封装的热性能信息.......................................................................................................................... 9
添加了 DYY 封装的热性能信息...........................................................................................................................9
Changes from Revision * (May 2019) to Revision A (June 2020)
Page
• 将器件状态从 预告信息 更改为量产数据 ............................................................................................................ 1
• 向应用 部分添加了终端设备链接........................................................................................................................ 1
• 删除了器件信息 部分中 SOIC (8) 的预发布标签.................................................................................................1
2
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•
•
•
•
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向器件信息 部分添加了 SOT-23 (14)..................................................................................................................1
删除了器件信息 部分中 SOIC (14) 的预发布标签...............................................................................................1
向器件比较表 部分中添加了 SOT-23 DYY 封装..................................................................................................4
在引脚功能 中添加了 DYY (SOT-23)：TLV9004-Q1 部分.................................................................................. 5
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5 器件比较表
4
器件
通道
数
TLV9001-Q1
封装引线
SOT-23
DBV
SC70
DCK
SOIC
D
TSSOP
PW
VSSOP
DGK
1
5
5
—
—
—
TLV9002-Q1
2
—
—
8
8
8
—
TLV9004-Q1
4
—
—
14
14
—
14
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SOT-23
DYY
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6 引脚配置和功能
OUT
1
V±
2
IN+
3
5
4
V+
IN±
IN+
1
V±
2
IN±
3
Not to scale
5
V+
4
OUT
Not to scale
图 6-1. TLV9001-Q1 DBV 封装，
5 引脚 SOT-23
（顶视图）
图 6-2. TLV9001-Q1 DCK 封装，
5 引脚 SC70
（顶视图）
表 6-1. 引脚功能：TLV9001-Q1
引脚
类型(1)
说明
SOT-23
SC70
IN–
4
3
I
反相输入
IN+
3
1
I
同相输入
OUT
1
4
O
输出
V–
2
2
I或—
V+
5
5
I
名称
(1)
负（低）电源或地（对于单电源供电）
正（高）电源
I = 输入，O = 输出
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OUT1
1
8
V+
IN1±
2
7
OUT2
IN1+
3
6
IN2±
V±
4
5
IN2+
Not to scale
图 6-3. TLV9002-Q1 D、DGK 和 PW 封装，
8 引脚 SOIC、VSSOP 和 TSSOP
（顶视图）
表 6-2. 引脚功能：TLV9002-Q1
引脚
名称
类型(1)
说明
IN1–
2
I
反相输入，通道 1
IN1+
3
I
同相输入，通道 1
IN2–
6
I
反相输入，通道 2
IN2+
5
I
同相输入，通道 2
OUT1
1
O
输出，通道 1
OUT2
7
O
输出，通道 2
V–
4
I或—
V+
8
I
(1)
6
编号
负（低）电源或地（对于单电源供电）
正（高）电源
I = 输入，O = 输出
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OUT1
1
14
OUT4
IN1±
2
13
IN4±
IN1+
3
12
IN4+
V+
4
11
V±
IN2+
5
10
IN3+
IN2±
6
9
IN3±
OUT2
7
8
OUT3
Not to scale
图 6-4. TLV9004-Q1 D、PW 和 DYY 封装，
14 引脚 SOIC、TSSOP、SOT-23
（顶视图）
表 6-3. 引脚功能：TLV9004-Q1
引脚
名称
编号
类型(1)
说明
IN1–
2
I
反相输入，通道 1
IN1+
3
I
同相输入，通道 1
IN2–
6
I
反相输入，通道 2
IN2+
5
I
同相输入，通道 2
IN3–
9
I
反相输入，通道 3
IN3+
10
I
同相输入，通道 3
IN4–
13
I
反相输入，通道 4
IN4+
12
I
同相输入，通道 4
NC
—
—
无内部连接
OUT1
1
O
输出，通道 1
OUT2
7
O
输出，通道 2
OUT3
8
O
输出，通道 3
OUT4
14
O
输出，通道 4
V–
11
I或—
V+
4
I
(1)
负（低）电源或地（对于单电源供电）
正（高）电源
I = 输入，O = 输出
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7 规格
7.1 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
0
6
V
(V+) + 0.5
V
电源电压 ([V+] – [V–])
(V–) – 0.5
共模
电压(2)
差分(4)
信号输入引脚
(V+) – (V–) + 0.2
电流(2)
-10
输出短路(3)
10
结温，TJ
-65
贮存温度，Tstg
(1)
(2)
(3)
(4)
V
mA
mA
连续
-55
温度，TA
单位
150
°C
150
°C
150
°C
应力超出绝对最大额定值 下所列的值可能会对器件造成永久损坏。这些列出的值仅仅是应力额定值，这并不表示器件在这些条件下以及
在建议运行条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。长时间处于绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
输入引脚被二极管钳制至电源轨。摆幅超过电源轨 0.5V 的输入信号的电流必须限制在 10mA 或者更少。
对地短路，每个封装对应一个放大器。
连续施加大于 0.5V 的差分输入电压会导致输入失调电压和静态电流偏移超过这些参数的最大规格。这种影响的幅度随着环境工作温度升
高而增大。
7.2 ESD 等级
值
V(ESD)
(1)
静电放电
单位
人体放电模型 (HBM)，符合 AEC Q100-002 标准(1)
±2000
充电器件模型 (CDM)，符合 AEC Q100-011
±1000
V
AEC Q100-002 指示 HBM 应力测试应当符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 规范。
7.3 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
最大值
VS
电源电压
1.8
5.5
单位
V
TA
额定温度
-40
125
°C
7.4 单通道器件的热性能信息
TLV9001-Q1
热指标 (1)
DCK
(SC70)
5 引脚
5 引脚
单位
RθJA
结至环境热阻
232.5
239.6
°C/W
RθJC(top)
结至外壳（顶部）热阻
131.0
148.5
°C/W
RθJB
结至电路板热阻
99.6
82.3
°C/W
ψJT
结至顶部特征参数
66.5
54.5
°C/W
ψJB
结至电路板特征参数
99.1
81.8
°C/W
RθJC(bot)
结至外壳（底部）热阻
不适用
TBD
°C/W
(1)
(2)
8
DBV (2)
(SOT-23)
有关新旧热性能指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标 应用报告 SPRA953。
TLV9001-Q1 的该封装选项是预发布状态。
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7.5 双通道器件的热性能信息
TLV9002-Q1
热指标
(1)
D (SOIC)
DGK (VSSOP)
PW (TSSOP)
8 引脚
8 引脚
8 引脚
单位
RθJA
结至环境热阻
151.9
196.6
TBD
°C/W
RθJC(top)
结至外壳（顶部）热阻
92.0
86.2
TBD
°C/W
RθJB
结至电路板热阻
95.4
118.3
TBD
°C/W
ψJT
结至顶部特征参数
40.2
23.2
TBD
°C/W
ψJB
结至电路板特征参数
94.7
116.7
TBD
°C/W
D (SOIC)
DYY (SOT-23)
PW (TSSOP)
单位
14 引脚
14 引脚
14 引脚
(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。
7.6 四通道器件的热性能信息
TLV9004-Q1
热指标 (1)
RθJA
结至环境热阻
115.1
154.3
135.3
°C/W
RθJC(top)
结至外壳（顶部）热阻
71.2
86.8
63.5
°C/W
RθJB
结至电路板热阻
71.1
67.9
78.4
°C/W
ψJT
结至顶部特征参数
29.6
10.1
13.6
°C/W
ψJB
结至电路板特征参数
70.7
67.5
77.9
°C/W
(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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7.7 电气特性
TA = 25 °C 时，VS = (V+) – (V–) = 1.8 V 至 5.5V（±0.9V 至 ±2.75V），RL = 10kΩ（连接至 VS /2），并且 VCM = VOUT =
VS /2（除非另有说明）
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
±0.4
±1.85
mV
失调电压
Vs = 5V
VOS
输入失调电压
dVOS/dT
VOS 温漂
TA = –40°C 至 125°C
PSRR
电源抑制比
VS = 1.8 至 5.5V，VCM = (V–)
±2
Vs = 5V，TA = –40°C 至 125°C
80
mV
±0.6
μV/°C
105
dB
输入电压范围
VCM
共模电压范围
CMRR
共模抑制比
无相位反向，轨到轨输入
(V+)+0.1
(V–) – 0.1
V
VS = 1.8V，(V–) – 0.1V < VCM < (V+) – 1.4V，
TA = –40°C 至 125°C
86
dB
VS = 5.5V，(V–) – 0.1V < VCM < (V+) – 1.4V，
TA = –40°C 至 125°C
95
dB
77
dB
VS = 1.8V，(V–) – 0.1V < VCM < (V+) + 0.1V，
TA = –40°C 至 125°C
68
dB
Vs = 5V
±5
pA
±2
pA
VS = 5.5V，(V–) – 0.1V < VCM < (V+) + 0.1V，
TA = –40°C 至 125°C
63
输入偏置电流
IB
输入偏置电流
IOS
输入失调电流
噪声
En
ƒ = 0.1Hz 至 10Hz，Vs = 5V
4.7
μVPP
ƒ = 1kHz，Vs = 5V
30
nV/√Hz
ƒ = 10kHz，Vs = 5V
27
nV/√Hz
ƒ = 1kHz，Vs = 5V
23
fA/√Hz
差分
1.5
pF
共模
5
pF
117
dB
VS = 1.8V，(V–) + 0.04V < VO < (V+) – 0.04V，
RL = 10kΩ
100
dB
VS = 1.8V，(V–) + 0.1V < VO < (V+) – 0.1V，
RL = 2kΩ
115
dB
VS = 5.5V，(V–) + 0.15V < VO < (V+) – 0.15V，
RL = 2kΩ
130
dB
输入电压噪声（峰峰值）
en
输入电压噪声密度
in
输入电流噪声密度
输入电容
CID
CIC
开环增益
VS = 5.5V，(V–) + 0.05V < VO < (V+) – 0.05V，
RL = 10kΩ
AOL
开环电压增益
104
频率响应
GBW
增益带宽积
Vs = 5V
φm
相位裕度
VS = 5.5V，G = 1
SR
压摆率
Vs = 5V
tS
趋稳时间
1
精度达到 0.1%，VS = 5V，2V 阶跃，G = +1，CL =
100pF
精度达到 0.01%，VS = 5V，2V 阶跃，G = +1，CL =
100pF
tOR
过载恢复时间
VS = 5V，VIN × 增益 > VS
THD+N
总谐波失真 + 噪声
VS = 5.5V，VCM = 2.5V，VO = 1VRMS，G = +1，
f = 1kHz，80kHz 测量 BW
MHz
78
度
2
V/µs
2.5
μs
3
μs
0.85
μs
0.004
%
输出
10
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7.7 电气特性 (continued)
TA = 25 °C 时，VS = (V+) – (V–) = 1.8 V 至 5.5V（±0.9V 至 ±2.75V），RL = 10kΩ（连接至 VS /2），并且 VCM = VOUT =
VS /2（除非另有说明）
参数
测试条件
最小值
VS = 5.5V，RL = 10kΩ
VO
相对于电源轨的电压输出摆幅
ISC
短路电流
Vs = 5.5V
ZO
开环输出阻抗
Vs = 5V，f = 1MHz
VS=5.5V，RL=2kΩ
典型值
最大值
单位
10
20
mV
35
55
mV
±40
mA
1200
Ω
电源
VS
额定电压范围
IQ
每个放大器的静态电流
1.8 (±0.9)
IO = 0mA，VS = 5.5 V
60
IO = 0mA，VS = 5.5V，TA = –40°C 至 125°C
VS = 0V 至 5V，精度达到 90% IQ 电平
加电时间
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50
5.5 (±2.75)
V
80
µA
85
µA
µs
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7.8 典型特性
在 TA = 25°C、V+ = 2.75V、V– = –2.75V、RL = 10kΩ（连接到 VS/2、VCM = VS/2 并且 VOUT = VS/2 条件下测得（除非另
有说明）
25
40
35
20
Population (%)
Population (%)
30
25
20
15
10
15
10
5
5
0
0
-1200 -900 -600 -300
0
300
600
0
900 1200 1500 1800
0.2
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
D002
VS = 5V，TA = –40°C 至 +125°C
图 7-1. 失调电压分布直方图
图 7-2. 失调电压漂移分布直方图
1000
2000
800
1500
600
1000
Offset Voltage (μV)
400
200
0
-200
-400
-1000
-40
500
0
-500
-1000
-600
-1500
-800
-20
0
20
40
60
80
Temperature (°C)
100
120
-2000
-4
140
-3
-2
D003
图 7-3. 输入失调电压与温度间的关系
-1
0
1
2
Common-Mode Voltage (V)
3
D004
6
800
IB
I B+
IOS
4
2
400
IB and IOS (pA)
Offset Voltage (PV)
600
200
0
-200
-400
0
-2
-4
-6
-600
-8
-800
-1000
1.5
4
图 7-4. 失调电压与共模间的关系
1000
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Supply Voltage (V)
5
图 7-5. 偏移电压与电源电压间的关系
12
2
Offset Voltage Drift (μV/°C)
VS = 5V
Input Offset Voltage (µV)
0.4
D001
Offset Voltage (μV)
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5.5
6
D005
-10
-40
-20
0
20
40
60
80
Temperature (qC)
100
120
140
D006
图 7-6. IB 和 IOS 与温度间的关系
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7.8 典型特性 (continued)
在 TA = 25°C、V+ = 2.75V、V– = –2.75V、RL = 10kΩ（连接到 VS/2、VCM = VS/2 并且 VOUT = VS/2 条件下测得（除非另
有说明）
160
3.5
IB
3
IB+
IOS
140
2.5
120
Gain (dB)
IB and IOS (pA)
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
80
60
40
-1.5
20
-2
-2.5
-3
100
-2
-1
0
1
Common-Mode Voltage (V)
2
VS = 5.5 V
VS = 1.8 V
0
-40
3
-20
120
80
100
60
80
40
60
20
120
140
D008
40
20
Gain
Phase
120
100
80
60
40
20
0
10k
100k
Frequency (Hz)
1M
0
-3
D009
-2
-1
0
1
Output Voltage (V)
2
3
D010
图 7-10. 开环增益与输出电压间的关系
图 7-9. 开环增益和相位与频率间的关系
80
3
Gain = 1
Gain = 1
Gain = 100
Gain = 1000
Gain = 10
70
60
2.5
2
1.5
Output Voltage (V)
50
Gain (dB)
100
140
CL = 10pF
40
30
20
10
0
125°C
1
85°C
25°C
-40°C
0.5
0
-0.5
-1
85°C
-1.5
25°C
-40°C
125°C
-2
-10
-20
100
40
60
80
Temperature (qC)
160
Open-Loop Voltage Gain (dB)
100
-20
1k
20
图 7-8. 开环增益与温度间的关系
Phase (q)
Gain (dB)
图 7-7. IB 和 IOS 与共模电压间的关系
0
0
D007
-2.5
-3
1k
10k
100k
Frequency (Hz)
CL = 10pF
1M
0
D011
5
10
15
20
25
30
35
Output Current (mA)
40
45
50
D012
图 7-12. 输出电压与输出电流间的关系（爪形）
图 7-11. 闭环增益与频率间的关系
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7.8 典型特性 (continued)
在 TA = 25°C、V+ = 2.75V、V– = –2.75V、RL = 10kΩ（连接到 VS/2、VCM = VS/2 并且 VOUT = VS/2 条件下测得（除非另
有说明）
120
PSRR+
PSRR
100
Power Supply Rejection Ratio (dB)
Power Supply Rejection Ratio (dB)
120
80
60
40
20
0
100
1k
10k
Frequency (Hz)
100k
100
80
60
40
20
0
-40
1M
-20
0
20
D013
图 7-13. PSRR 与频率间的关系
40
60
80
Temperature (qC)
100
120
140
D014
VS = 1.8V 至 5.5V
图 7-14. 直流 PSRR 与温度间的关系
160
Common-Mode Rejection Ratio (dB)
Common-Mode Rejection Ratio (dB)
120
100
80
60
40
20
0
100
1k
10k
Frequency (Hz)
100k
140
120
100
80
60
40
20
0
-40
1M
VS = 1.8 V
VS = 5.5 V
-20
0
D015
图 7-15. CMRR 与频率间的关系
20
40
60
80
Temperature (qC)
100
120
140
D016
VCM = (V–) – 0.1V 至 (V+) –
1.4V
Amplitude (1 PV/div)
Input Voltage Noise Spectral Density (nV/—Hz)
图 7-16. 直流 CMRR 与温度间的关系
Time (1 s/div)
120
100
80
60
40
20
0
10
100
1k
Frequency (Hz)
D017
图 7-17. 0.1Hz 至 10Hz 集成电压噪声
14
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10k
100k
D018
图 7-18. 输入电压噪声频谱密度
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7.8 典型特性 (continued)
在 TA = 25°C、V+ = 2.75V、V– = –2.75V、RL = 10kΩ（连接到 VS/2、VCM = VS/2 并且 VOUT = VS/2 条件下测得（除非另
有说明）
0
-50
G = +1, RL = 2 k:
G = +1, RL = 10 k:
-20
THD + N (dB)
-60
THD + N (dB)
G = 1, RL = 2 k:
G = 1, RL = 10 k:
-70
-80
-40
-60
-80
-90
RL = 2K
RL = 10K
-100
100
1k
Frequency (Hz)
VS = 5.5V
BW = 80kHz
-100
0.001
10k
0.01
D019
VCM = 2.5V
VOUT = 0.5VRMS
G=1
VS = 5.5V
G=1
1
2
D020
VCM = 2.5V
BW = 80kHz
f = 1kHz
图 7-20. THD + N 与幅度间的关系
70
70
60
60
Quiescent Current (PA)
Quiescent Current (PA)
图 7-19. THD+N 与频率间的关系
50
40
30
20
50
40
30
20
10
10
0
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Voltage Supply (V)
4.5
5
0
-40
5.5
45
1600
40
1400
35
Overshoot (%)
50
1800
1200
1000
800
10
200
5
图 7-23. 开环输出阻抗与频率间的关系
100
120
140
D022
20
15
1M
40
60
80
Temperature (qC)
25
400
100k
Frequency (Hz)
20
30
600
10k
0
图 7-22. 静态电流与温度间的关系
2000
0
1k
-20
D021
图 7-21. 静态电流与电源电压间的关系
Open-Loop Output Impedance (:)
0.1
Amplitude (V RMS)
10M
Overshoot (+)
Overshoot (–)
0
0
200
D023
G=1
400
600
Capacitance Load (pF)
800
1000
D024
VIN = 100mVpp
图 7-24. 小信号过冲与容性负载间的关系
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7.8 典型特性 (continued)
在 TA = 25°C、V+ = 2.75V、V– = –2.75V、RL = 10kΩ（连接到 VS/2、VCM = VS/2 并且 VOUT = VS/2 条件下测得（除非另
有说明）
50
90
45
80
40
70
Phase Margin (q)
Overshoot (%)
35
30
25
20
15
60
50
40
30
20
10
Overshoot (+)
Overshoot (–)
5
10
0
0
0
200
G = –1
400
600
Capacitance Load (pF)
800
0
1000
200
D025
400
600
Capacitance Load (pF)
800
1000
D026
图 7-26. 相位裕度与容性负载间的关系
VIN = 100mVpp
图 7-25. 小信号过冲与容性负载间的关系
Amplitude (1 V/div)
VOUT
VIN
Amplitude (1 V/div)
VOUT
VIN
Time (100 Ps/div)
Time (20 Ps/div)
D027
G=1
D028
VIN = 6.5 VPP
G = -10
图 7-27. 无相位反转
VIN = 600 mVPP
图 7-28. 过载恢复
VOUT
VIN
Voltage (1 V/div)
Voltage (20 mV/div)
VOUT
VIN
Time (10 Ps/div)
Time (10 Ps/div)
D029
G=1
VIN = 100 mVPP
图 7-29. 小信号阶跃响应
16
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CL = 10pF
D030
G=1
VIN = 4 VPP
CL = 10pF
图 7-30. 大信号阶跃响应
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7.8 典型特性 (continued)
Output Voltage (1 mV/div)
Output Voltage (1 mV/div)
在 TA = 25°C、V+ = 2.75V、V– = –2.75V、RL = 10kΩ（连接到 VS/2、VCM = VS/2 并且 VOUT = VS/2 条件下测得（除非另
有说明）
Time (1 Ps/div)
Time (1 μs/div)
D032
D031
G=1
CL = 100pF
G=1
2V 阶跃
80
6
Maximum Output Voltage (V)
Short Circuit Current (mA)
60
40
20
0
-20
-40
-60
VS = 5.5 V
VS = 1.8 V
5
4
3
2
1
Sinking
Sourcing
0
-20
0
20
40
60
Temperature (qC)
80
100
1
120
100
1k
10k
100k
Frequency (Hz)
1M
10M
100M
D034
图 7-34. 最大输出电压与频率间的关系
0
120
-20
Channel Separation (dB)
140
100
EMIRR (dB)
10
D033
图 7-33. 短路电流与温度间的关系
80
60
40
-40
-60
-80
-100
-120
20
0
10M
2V 阶跃
图 7-32. 大信号建立时间（正）
图 7-31. 大信号建立时间（负）
-80
-40
CL = 100pF
100M
1G
Frequency (Hz)
10G
-140
1k
10k
100k
Frequency (Hz)
D035
图 7-35. 以同相输入为基准的电磁干扰抑制比 (EMIRR+) 与频率间的
关系
1M
10M
D036
图 7-36. 通道分离
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8 详细说明
8.1 概述
TLV900x-Q1 是一系列符合汽车标准的低功率、轨对轨输入和输出运算放大器。这些器件的工作电压范围为 1.8V
至 5.5V，具有单位增益稳定特性，并且适用于各种通用应用。输入共模电压范围包括两个电源轨，并允许将
TLV900x-Q1 系列用于几乎任何单电源应用。轨对轨输入和输出摆动显著增加了动态范围，特别是在低电源应用
中，使其适合驱动采样模数转换器 (ADC)。
8.2 功能方框图
V+
Reference
Current
VIN+
VINVBIAS1
Class AB
Control
Circuitry
VO
VBIAS2
V(Ground)
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8.3 特性说明
8.3.1 工作电压
TLV900x-Q1 系列运算放大器适用于 1.8V 至 5.5V 的电压范围。此外，输入失调电压、静态电流、失调电流和短
路电流等多种规格适用于 -40°C 至 125°C 的温度范围。参数随工作电压或温度而显著变化，如典型特性部分中所
示。
8.3.2 轨到轨输入
TLV900x-Q1 系列的输入共模电压范围相对于电源轨向外扩展了 100mV，从而支持 1.8V 至 5.5V 的完整电源电压
范围。此性能由一个互补输入级实现：一个 N 沟道输入差分对和一个 P 沟道差分对并联，如功能方框图 部分所
示。当输入电压靠近正轨（通常在 (V+) – 1.4V 到高于正电源电压 100mV 之间）时，N 沟道对有效；而当输入在
低于负电源电压 100mV 到大约 (V+) – 1.4V 之间时，P 沟道对有效。通常当介于 (V+) – 1.2V 到 (V+) – 1V 之
间的小切换区域内，两个通道对都会打开。此 100mV 转换区域可能会随工艺不同而发生变化，最高可达
100mV。因此，此转换区域（两个级都打开）在低端上的范围介于 (V+) – 1.4V 至 (V+) – 1.2V 之间，而在高端
上的范围高达 (V+) – 1V 至 (V+) – 0.8V。在此转换区域内，与器件在该区域外运行相比，PSRR、CMRR、失调
电压、温漂和 THD 等性能可能会下降。
8.3.3 轨到轨输出
TLV900x-Q1 系列设计为一种低功耗、低电压运算放大器，可提供强大的输出驱动能力。一个具有共源晶体管的
AB 类输出级可实现完全的轨到轨输出摆幅功能。对于 10kΩ 的阻性负载，无论施加的电源电压是多少，输出摆幅
都在两个电源轨的 20 mV 范围内。不同的负载情况会改变放大器在靠近电源轨范围内摆动的能力。
8.3.4 过载恢复
过载恢复定义为运算放大器输出从饱和状态恢复到线性状态所需的时间。当输出电压由于高输入电压或高增益而
超过额定工作电压时，运算放大器的输出器件进入饱和区。器件进入饱和区后，输出器件中的电荷载体需要时间
回到线性状态。当电荷载体回到线性状态时，器件开始以指定的压摆率进行转换。因此，传播延迟（过载情况
下）等于过载恢复时间与转换时间之和。TLV900x-Q1 系列的过载恢复时间约为 850ns。
8.4 器件功能模式
TLV900x-Q1 系列具有单功能模式。只要电源电压在 1.8V (±0.9V) 与 5.5V (±2.75V) 之间，这些器件就会启动。
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9 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。
9.1 应用信息
TLV900x-Q1 系列低功耗轨到轨输入和输出运算放大器是专为便携式应用而设计的。这些器件的工作电压为 1.8 V
至 5.5V，单位增益稳定，适合广泛的通用应用。AB 类输出级能够驱动连接至 V+ 和 V– 之间任一点且小于或等
于 10kΩ 的负载。输入共模电压范围包括两个电源轨，并允许在任何单电源应用中使用 TLV900x-Q1 器件。
9.2 典型应用
9.2.1 TLV900x-Q1 低侧电流检测应用
图 9-1 展示了低侧电流检测应用中配置的 TLV900x-Q1。
VBUS
ILOAD
ZLOAD
5V
+
TLV9002-Q1
VSHUNT
VOUT
+
RSHUNT
0.1
RF
57.6 k
RG
1.2 k
图 9-1. 低侧电流检测应用中的 TLV900x-Q1
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9.2.1.1 设计要求
此设计的设计要求如下：
• 负载电流：0A 至 1A
• 输出电压：4.9V
• 最大分流电压：100mV
9.2.1.2 详细设计过程
方程式 1 提供了图 9-1 中的电路传递函数：
VOUT = ILOAD × RSHUNT × Gain
(1)
负载电流 (ILOAD) 在分流电阻器 (RSHUNT) 上产生压降。负载电流设置为 0A 至 1A。为了在最大负载电流下保持分
流电压低于 100mV，使用方程式 2 展示了最大分流电阻。
V
RSHUNT = ISHUNT_MAX = 100 mV
1 A = 100 mΩ
(2)
LOAD_MAX
使用方程式 2 计算出的 RSHUNT 为 100mΩ。ILOAD 和 RSHUNT 产生的电压降由 TLV900x-Q1 放大，从而产生大约
0V 至 4.9V 的输出电压。TLV900x-Q1 产生必要输出电压时所需的增益通过方程式 3 计算得出：
Gain =
VOUT_MAX − VOUT_MIN
VIN_MAX − VIN_MIN
(3)
使用方程式 3 计算出的所需增益为 49V/V，该值由电阻器 RF 和 RG 设置。方程式 4 可确定 RF 和 RG 电阻器的大
小，从而将 TLV900x-Q1 的增益设置为 49V/V。
Gain = 1 +
RF
RG
(4)
选择 RF 为 57.6kΩ，RG 为 1.2kΩ 可提供等于 49V/V 的组合。图 9-2 展示了图 9-1 中所示电路测得的传递函数。
请注意，增益只是反馈和增益电阻器的函数。通过改变电阻器的比率来调整该增益，并且实际电阻器值由设计人
员想要建立的阻抗水平确定。阻抗水平决定了电流损耗、杂散电容的影响以及其他一些行为。并不存在适用于每
个系统的正确阻抗选择，选择适合您的系统参数的阻抗。
9.2.1.3 应用曲线
5
Output (V)
4
3
2
1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
ILOAD (A)
1
C219
图 9-2. 低侧电流检测传递函数
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9.2.2 单电源光电二极管放大器
光电二极管在许多应用中用于将光信号转换为电信号。通过光电二极管的电流与吸收的光子能量成正比，通常在
几百皮安到几十微安的范围内。跨阻抗配置中的放大器通常用于将低电平光电二极管电流转换为电压信号以在
MCU 中处理。图 9-3 中显示的电路是一个使用 TLV9002-Q1 的单电源光电二极管放大器电路示例。
+3.3V
R1
11.5 k
CF
10 pF
VREF
R2
357
RF
309 k
3.3 V
–
VOUT
TLV9002-Q1
VREF
IIN
0-10 µA
+
CPD
47 pF
RL
10 k
图 9-3. 单电源光电二极管放大器电路
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9.2.2.1 设计要求
此设计的设计要求如下：
•
•
•
•
电源电压：3.3V
输入：0µA 至 10µA
输出：0.1 V 至 3.2 V
带宽：50kHz
9.2.2.2 详细设计过程
方程式 5 中定义了输出电压 (VOUT) 、输入电流 (IIN) 和参考电压 (VREF) 之间的传递函数。
其中：
VOUT = IIN × RF + VREF
R ×R
VREF = V+ × R1 + R2
1
2
(5)
(6)
通过设置 R1 和 R2 以满足方程式 7 中计算所需的比率，将 VREF 设置为 100mV 以满足最小输出电压电平。
VREF
0.1 V
V+ = 3.3 V = 0.0303
(7)
满足该比率的最接近电阻比率将 R1 设置为 11.5kΩ，将 R2 设置为 357Ω。
可以基于输入电流和期望的输出电压来计算所需的反馈电阻。
V
− VREF
− 0.1 V
RF = OUTI
= 3.2 V
= 310 kV
10 µA
A ≈ 309 kΩ
IN
(8)
使用方程式 9，基于 RF 和所需的 –3dB 带宽 (f–3dB) 计算反馈电容器的值。
1
CF = 2 × π × R1 × f
= 2 × π × 309 kΩ
× 50 kHz = 10.3 pF ≈ 10 pF
F
−3 dB
(9)
该应用所需的最小运算放大器带宽基于 RF、CF 的值，以及 TLV9002-Q1 INx– 引脚上的电容，该电容等于光电
二极管并联电容 (CPD)、共模输入电容 (CCM) 和差分输入电容 (CD) 之和，如方程式 10 所示。
CIN = CPD + CCM + CD = 47 pF + 5 pF + 1 pF = 53 pF
(10)
最小运算放大器带宽在方程式 11 中计算。
C
+ C
F
f = BGW ≥ 2 × πIN
× RF × CF2 ≥ 324 kHz
(11)
TLV900x-Q1 的 1MHz 带宽满足最低带宽要求，并在该应用配置中保持稳定。
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9.2.2.3 应用曲线
光电二极管放大器电路的测量电流到电压传递函数如图 9-4 所示。光电二极管放大器电路的测量性能如图 9-5 所
示。
3
120
2.5
Output Voltage (V)
Gain (dB)
100
80
2
1.5
1
60
0.5
40
10
0
100
1k
10k
Frequency (Hz)
100k
1M
0
2E-6
D001
图 9-4. 光电二极管放大器电路交流增益结果
4E-6
6E-6
Input Current (A)
8E-6
1E-5
D002
图 9-5. 光电二极管放大器电路直流结果
9.3 电源相关建议
TLV900x-Q1 系列的额定工作电压范围为 1.8V 至 5.5V（±0.9V 至 ±2.75V）；多种规格适用于 –40°C 至 125°C
的温度范围。电气特性 部分介绍了可能会随工作电压或温度而显著变化的参数。
CAUTION
电源电压大于 6V 可能对器件造成损坏；请参阅绝对最大额定值表。
将 0.1µF 旁路电容器置于电源引脚附近，以减少来自高噪声电源或高阻抗电源的耦合误差。有关旁路电容器放置
位置的详细信息，请参阅布局指南部分。
9.3.1 输入和 ESD 保护
TLV900x-Q1 系列在所有引脚上均整合了内部 ESD 保护电路。对于输入和输出引脚，这种保护主要包括输入和电
源引脚之间连接的导流二极管。只要电流不超过 10mA，这些 ESD 保护二极管就能提供电路内输入过驱保护。图
9-6 显示了如何通过将串联输入电阻器添加到被驱动的输入端来限制输入电流。添加的电阻器会增加放大器输入端
的热噪声，在对噪声敏感的应用中，该值必须保持在最低。
V+
IOVERLOAD
10-mA maximum
Device
VOUT
VIN
5 kW
图 9-6. 输入电流保护
9.4 布局
9.4.1 布局指南
为了使器件具有最佳运行性能，请使用良好的印刷电路板 (PCB) 布局实践，包括：
• 噪声可以通过电路板的电源连接传播到模拟电路中，并传播到运算放大器本身的电源引脚。旁路电容器用于通
过提供低阻抗接地路径来降低耦合噪声。
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•
•
•
•
•
•
•
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– 在每个电源引脚和接地端之间连接低 ESR 0.1µF 陶瓷旁路电容器，放置位置尽量靠近器件。从 V+ 到接地
端的单个旁路电容器足以满足单电源应用的需求。
将电路中模拟和数字部分单独接地是最简单和最有效的噪声抑制方法之一。多层 PCB 上的一层或多层通常专
门用于作为接地平面。接地层有助于散热和降低电磁干扰 (EMI) 噪声拾取。请小心地对数字接地和模拟接地进
行物理隔离，同时应注意接地电流。有关更多详细信息，请参阅电路板布局布线技巧。
为了减少寄生耦合，请让输入走线尽可能远离电源或输出走线。如果这些走线不能保持分开，则以 90 度角穿
过敏感走线比平行于噪声走线来排布走线要好得多。
外部元件的位置应尽量靠近器件，如图 9-8 中所示。使 RF 和 RG 接近反相输入可最大限度地减小寄生电容。
尽可能缩短输入走线。切记，输入走线是电路中最敏感的部分。
考虑在关键走线周围设定驱动型低阻抗保护环。这样可显著减少附近不同电势下的走线所产生的泄漏电流。
为获得最佳性能，建议在组装 PCB 板后进行清洗。
任何精密集成电路都可能因湿气渗入塑料封装中而出现性能变化。请遵循所有的 PCB 水清洁流程，建议将
PCB 组装烘干，以去除清洗时渗入器件封装中的湿气。大多数情形下，清洗后在 85°C 下低温烘干 30 分钟即
可。
9.4.2 布局示例
+
VIN 1
+
VIN 2
VOUT 1
RG
VOUT 2
RG
RF
RF
图 9-7. 图 11-2 的原理图表示
Place components
close to device and to
each other to reduce
parasitic errors .
OUT 1
VS+
OUT1
Use low-ESR,
ceramic bypass
capacitor . Place as
close to the device
as possible .
GND
V+
RF
OUT 2
GND
IN1 ±
OUT2
IN1 +
IN2 ±
RF
RG
VIN 1
GND
RG
V±
Use low-ESR,
ceramic bypass
capacitor . Place as
close to the device
as possible .
GND
VS±
IN2 +
Ground (GND) plane on another layer
VIN 2
Keep input traces short
and run the input traces
as far away from
the supply lines
as possible .
图 9-8. 布局示例
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10 器件和文档支持
10.1 文档支持
10.1.1 相关文档
请参阅如下相关文档：
• 德州仪器 (TI)，运算放大器的 EMI 抑制比
10.2 接收文档更新通知
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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。
10.3 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。
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10.4 商标
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所有商标均为其各自所有者的财产。
10.5 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。
10.6 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。
11 机械、封装和可订购信息
下述页面包含机械、封装和订购信息。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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17-Jun-2023
PACKAGING INFORMATION
Orderable Device
Status
(1)
Package Type Package Pins Package
Drawing
Qty
Eco Plan
(2)
Lead finish/
Ball material
MSL Peak Temp
Op Temp (°C)
Device Marking
(3)
Samples
(4/5)
(6)
TLV9001QDBVRQ1
ACTIVE
SOT-23
DBV
5
3000
RoHS & Green
SN
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
2T5H
Samples
TLV9001QDCKRQ1
ACTIVE
SC70
DCK
5
3000
RoHS & Green
NIPDAU
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
1MZ
Samples
TLV9002QDGKRQ1
ACTIVE
VSSOP
DGK
8
2500
RoHS & Green
NIPDAU
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
27DT
Samples
TLV9002QDRQ1
ACTIVE
SOIC
D
8
2500
RoHS & Green
NIPDAU
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
T9002Q
Samples
TLV9004QDRQ1
ACTIVE
SOIC
D
14
2500
RoHS & Green
NIPDAU
Level-2-260C-1 YEAR
-40 to 125
LV9004Q
Samples
TLV9004QDYYRQ1
ACTIVE
SOT-23-THIN
DYY
14
3000
RoHS & Green
NIPDAU
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
TLV9004Q
Samples
TLV9004QPWRQ1
ACTIVE
TSSOP
PW
14
3000
RoHS & Green
NIPDAU
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
T9004Q
Samples
(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
工商网监
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