采用“系列優(yōu)先”的方法進行運算放大器設計

作者：Hayden Hast – 系統(tǒng)工程師

當我第一次光顧德克薩斯的一家燒烤店時，菜單上各式各樣的肉讓我感到非常驚訝，以至于我不知道要選哪一種。但幸運的是，燒烤店提供了三種肉的拼盤，因而我可以嘗一下不同種類的肉。

其實，作為一個尋求運算放大器（op amp）的設計工程師，您也可以有很多選擇。另外，隨著如今生產(chǎn)周期不斷縮短，您需要快速做出決定。選擇了錯誤的運算放大器可能會耗費時間和金錢。

TI豐富的產(chǎn)品組合由48個獨特的放大器組成（包括新的TLV9001、TLV9052、TLV9064），提供了16種不同的封裝，其中包括業(yè)內(nèi)最小的單通道和四通道封裝。在此技術文章中，您將了解到此新的運算放大器系列如何滿足各種項目需要，減少印刷電路板（PCB）的空間，并提供多種帶寬選項，為您的信號鏈提供更多增益。

我們擁有豐富多元的產(chǎn)品組合可以幫助您選擇準確的通道數(shù)量、速度以及確定您的系統(tǒng)需求。

通過出色產(chǎn)品性能，實現(xiàn)設計功能多元化

圖1概述了全器件系列，頂部突出顯示了相似之處。這三種子系列可以互換，因為它們使用的電源電壓、輸入和輸出電壓范圍以及偏移電壓均相同。此外，其相似的低電阻輸出阻抗可最大限度地減少穩(wěn)定性問題。

圖1：放大器系列對比

然而，每個子系列都具有獨特的性能優(yōu)勢。例如，如果您為了感測電機電流，最初在帶輸出擺幅至GND電路的單電源低壓側、單向電流傳感解決方案中使用TLV9002，但后來，為了處理大型電機電流瞬變，確定需要更高的增益和更快的轉換速率，那么您可以輕松切換到更高帶寬、引腳對引腳兼容的TLV9052，無需再重新進行設計。這是可以實現(xiàn)的，因為每個子系列都有相同的16個封裝選項，涵蓋所有三種通道配置。

封裝靈活性

圖2詳細列出了各種封裝方案的詳細信息。“行業(yè)標準”（ Industry Standard）一列確定了封裝是否可從其他供應商處獲得，以作為第二次采購的選項。“關閉”（Shutdown）一列突出顯示了具有關閉功能的封裝。關閉功能有助于降低總能耗。

雖然大多數(shù)的小封裝選項都是四方扁平無引線（QFN）封裝，但我所強調的封裝選項不屬于上述類型。雙通道、小外形晶體管（SOT）-23-薄封裝采用單通道SOT-23封裝體，但它有8個引腳，而不是傳統(tǒng)的5或6個引腳。這對于那些更大的引線封裝來說是一個非常好的選擇，如小外形集成電路（SOIC）、薄小外形封裝（TSSOP）或極薄小外形封裝（VSSOP）。如要多源采購8引腳SOT-23和傳統(tǒng)的引線封裝，也可以采用雙布局技術。如要了解更多詳情，請閱讀模擬設計期刊文章，“小封裝放大器的二次采購選項”。但是，如果您想最大限度地減少PCB空間的話，我建議采用QFN封裝選項。

圖2：放大器系列封裝選項

尺寸的突破

這三種放大器子系列采用業(yè)界最小的單通道和四通道封裝。相比同類小尺寸器件，TI單通道的0.8mm x 0.8mm超小型無引線（X2SON）封裝的尺寸要小13%，其2.0mm x 2.0mm超小型QFN（X2QFN）封裝的尺寸還要小7%。這些封裝加上雙通道1.0mm x 1.5mm X2QFN封裝，能提供多種選擇來幫助您減少PCB面積。您可以在圖3的右側看到這3種封裝。

圖3：逐步實現(xiàn)更小的封裝

由于間距較小的緣故，制造技術可能會限制采用超小型QFN封裝，因此，TI還可以提供不同間距的多種小型封裝選項。應用報告“使用TI的X2SON封裝進行設計和制造”提供了這些封裝的布局和走線指南。

總結

有人說選擇太多會導致無從下手。但我認為，不管是在德克薩斯州決定吃什么燒烤，還是設計工程師選擇放大器，選擇當然是越多越好。當您下次開始設計時，可以選擇如下運算放大器系列：有三款不同的性能水平可供選擇；16個獨特的封裝選項之一；采用業(yè)界最小的單通道和四通道封裝并可在您需要時節(jié)省PCB面積。