芯谷科技——D805X 系列:250MHz 轨到轨输出 CMOS 运算放大器

一、产品概述

D805X系列是绍兴芯谷科技(Silicore Technology)推出的高性能、低成本电压反馈型运算放大器家族,包含:

  • D8051:单通道版本(SOT23-5、SOP8封装)
  • D8052:双通道版本(SOP8、TSSOP8封装)
  • D8053:单通道带关断功能版本(SOT23-6封装)
  • D8054:四通道版本(SOP14、TSSOP14封装)

该系列采用先进的CMOS工艺,兼具电流反馈放大器的高速特性与电压反馈放大器的易用性,是高速信号调理、视频处理和便携式应用的理想选择。

二、核心性能参数

参数类别 关键指标 测试条件
带宽性能 250MHz(-3dB小信号带宽) G=+1, V<sub>=0.1V<sub>, R<sub>=24Ω, R<sub>=1kΩ
180MHz(最小保证值) G=+1, R<sub>=150Ω
130MHz(G=+2, R<sub>=1kΩ) -
37MHz(0.1dB增益平坦度) G=+2, R<sub>=887Ω, R<sub>=150Ω
压摆率 130V/μs(典型值) G=+2, 4V输出阶跃
建立时间 58ns(至0.1%精度) G=+2, 2V输出阶跃
差分增益/相位 0.03% / 0.08° G=+2, R<sub>=150Ω, NTSC制式
输入失调电压 ±2.0mV(典型值) ±9.8mV(最大值,-40~+125℃) -
输入偏置电流 6pA(典型值) -
输入共模电压范围 -0.2V ~ +3.8V(V<sub>=5V时) -
输出摆幅 轨到轨输出 距轨0.12V(R<sub>=150Ω) 距轨0.03V(R<sub>=1kΩ) -
输出电流能力 130mA(典型值,+25℃) 84mA(最小值,-40~+125℃) -
电源电压范围 +2.5V ~ +5.5V(单电源) ±1.35V ~ ±2.75V(双电源) -
静态电流 2.3mA/放大器(典型值) 4.0mA/放大器(最大值,-40~+125℃) -
关断电流(D8053) 75μA/放大器(典型值) 137μA/放大器(最大值,-40~+125℃) -
工作温度范围 -40℃ ~ +125℃ 工业级扩展温度
输入电压噪声 8.1nV/√Hz @ 1MHz -

三、产品特色

1. 真正的高速性能

D805X系列在G=+1时提供高达250MHz 的-3dB带宽,压摆率达到130V/μs ,建立时间仅需58ns(至0.1%)。这些指标使其能够轻松应对高速数据采集、视频信号处理等应用场景。

2. 卓越的线性度与视频特性
  • 0.1dB增益平坦度延伸至37MHz(G=+2),确保宽带信号的无失真传输
  • 差分增益误差仅0.03%,差分相位误差仅0.08°,满足专业视频设备的要求
  • 低失真特性使其成为驱动高速ADC/DAC的理想缓冲器
3. 轨到轨输入输出设计
  • 输入共模范围扩展至**-0.2V ~ +3.8V**(5V供电时),支持单电源下的地电位检测
  • 输出摆幅接近电源轨(距轨仅0.12V@150Ω负载),最大化动态范围
4. 超低功耗与智能关断(D8053)
  • 正常工作模式下每通道仅2.3mA静态电流
  • D8053独有的关断功能 可将电源电流降至75μA,关断响应时间:开启236ns,关闭52ns
  • 关断引脚阈值:关断<0.8V,开启>2.0V
5. 丰富的封装选择
型号 通道数 可用封装 特色
D8051 单通道 SOT23-5, SOP8 小体积/标准封装
D8052 双通道 SOP8, TSSOP8 空间优化
D8053 单通道+关断 SOT23-6 便携设备首选
D8054 四通道 SOP14, TSSOP14 高密度集成

四、应用场景深度解析

(一)专业视频与影像系统

应用背景:现代安防监控、医疗内窥镜、工业视觉检测对视频放大器提出了宽带宽、低失真、低功耗的严苛要求。

D805X解决方案

  • 37MHz的0.1dB增益平坦度确保1080p/2K视频信号的完整性
  • 0.03%的差分增益误差0.08°的差分相位误差保证色彩还原准确度
  • 典型应用电路:采用图5所示的视频驱动电路,配合75Ω双端接匹配,实现长距离同轴电缆驱动

设计要点

  • 输出端串联75Ω电阻形成源端匹配
  • 接收端75Ω电阻实现终端匹配
  • 增益设置:G = 1 + R<sub>/R<sub>,建议R<sub>=887Ω以获得最佳平坦度
(二)高速数据采集前端

应用背景:16位/18位SAR型ADC和高速Pipeline ADC需要低阻抗、低失真的驱动源。

D805X优势

  • 58ns的建立时间(至0.1%)满足1MSPS以上采样率要求
  • 8.1nV/√Hz的输入电压噪声不会显著降低系统SNR
  • 130mA输出电流能力可快速建立ADC采样电容电压

推荐电路:采用图4的低通有源滤波器结构

  • DC增益:-R2/R1
  • -3dB截止频率:f<sub> = 1/(2π·R2·C)
  • 建议R3 = R1//R2以消除输入偏置电流引起的失调
(三)便携式医疗设备

应用背景:超声探头、光电脉搏检测(PPG)等设备要求放大器具备超低功耗和快速开关特性。

D8053的独特价值

  • 75μA关断电流使电池供电设备待机时间延长10倍以上
  • 236ns开启时间支持突发式采样架构
  • 6pA输入偏置电流适合光电二极管等高阻抗传感器前端

典型应用:光电二极管跨阻放大器

  • 利用D8053的关断功能实现时分复用多通道检测
  • 关断期间输出呈高阻态,避免通道间串扰
(四)通信基础设施

应用背景:5G小基站、光纤通信中的激光驱动和信号调理需要宽温工作能力和高可靠性。

D805X可靠性保障

  • -40℃~+125℃全温度范围规格保证
  • 全温度范围内73dB最小开环增益(R<sub>=150Ω)
  • 62dB最小CMRR和PSRR(-40℃~+125℃)确保电源波动和共模干扰抑制

基站滤波器应用: 采用图3的差分放大器结构实现有源滤波:

  • 当R4/R3 = R2/R1时,V<sub> = (V<sub> - V<sub>) × R2/R1 + V<sub>
  • 适用于I/Q信号调理和镜像频率抑制
(五)消费电子音频/视频接口

应用背景:DVD/蓝光播放器、机顶盒、游戏主机需要低成本、高性能的视频缓冲。

D8052/D8054的成本优势

  • 双通道/四通道集成降低BOM成本和PCB面积
  • 2.3mA/通道的低功耗满足能源之星认证要求
  • 支持2.7V~5.5V宽电源范围,兼容3.3V/5V混合系统

五、设计指南与注意事项

(一)电源旁路与布局
  1. 单电源供电:V<sub>引脚就近并联0.1μF陶瓷电容至地,可额外并联2.2μF钽电容改善低频电源抑制
  2. 双电源供电:V<sub>和V<sub>分别对地旁路0.1μF陶瓷电容
  3. 高频布局:尽量减小输入/输出走线长度,使用表贴元件,推荐直接焊接而非插座安装
(二)容性负载驱动

当负载电容>6pF时(如长电缆、大PCB走线):

  • 方案一:输出端串联隔离电阻R<sub>(典型值20~100Ω)
  • 方案二:提高噪声增益以牺牲带宽换取稳定性
(三)ESD防护
  • HBM耐受:1000V
  • MM耐受:400V
  • 建议操作过程中遵循标准防静电规程

六、选型速查表

应用需求 推荐型号 关键理由
单通道通用 D8051 (SOT23-5) 最小封装,成本最优
单通道+关断 D8053 (SOT23-6) 便携设备电池管理
双通道差分 D8052 (TSSOP8) 紧凑布局,匹配性好
四通道多路 D8054 (TSSOP14) 最高集成度
宽温工业 全系列 -40℃~+125℃保证

七、总结

D805X系列运算放大器以250MHz带宽、130V/μs压摆率、轨到轨输入输出、2.3mA低功耗 的优异平衡,为工程师提供了覆盖视频处理、数据采集、便携设备、通信基础设施的通用放大解决方案。特别是D8053的智能关断功能,在电池供电应用中展现出独特价值。丰富的封装选择和工业级温度范围,使其成为中高端模拟信号调理应用的性价比之选。

如需了解更多关于 D805X系列的详细信息和技术支持,欢迎访问 Silicore 芯谷科技官方网站 www.silicore.com.cn,或联系我们的技术支持团队。

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