特征

單位增益帶寬：250MHz

寬帶：100MHz GBW

高轉換率：150V/
s
低噪聲：6.5nV/√Hz

軌間I/O

高輸出電流：>100mA

出色的視頻性能：

差分增益：0.02%，差相：0.09
0.1dB增益平坦度：40MHz

低輸入偏置電流：3pA

靜態電流：4.9mA

熱關機

電源范圍：2.5V至5.5V

關機IQ<6
A
微型和PowerPAD軟件包

應用

視頻處理

超聲波

光網絡，可調諧激光器

光電二極管跨阻放大器

有源濾波器

高速積分器

模數轉換器輸入緩沖器

數模轉換器輸出放大器

條形碼掃描儀

通信

說明

OPA357系列高速電壓反饋CMOS運算放大器是為視頻和其他需要寬帶的應用而設計的。它們是單位增益穩定，可以驅動大電流輸出。差分增益為0.02%，差分相位為0.09°。每個通道的靜態電流只有4.9mA。

OPA357系列運算放大器經過優化，可在低至2.5V（±1.25V）和高達5.5V（±2.75V）的單電源或雙電源上運行。共模輸入范圍超出電源范圍。輸出擺幅在100mV范圍內，支持寬動態范圍。

對于需要100毫安連續輸出電流的應用，可提供單SO-8功率板版本。

單一版本（OPA357）采用微型SOT23-6和SO-8 PowerPAD封裝。雙版本（OPA2357）在MSOP-10軟件包中提供。

雙版本的特點是完全獨立的電路，以降低串擾和避免相互作用。所有這些都是在擴展的−40°C到+125°C溫度范圍內指定的。

OPAx357相關產品

引腳配置

注：（1）、SOT23-6的引腳1是通過調整包裝標記的方向來確定的，如圖所示。

（2）、NC表示沒有內部連接。

（3）、電源板應連接到V-或左浮動。

典型特征

除非另有說明，否則在TA=+25°C，VS=5V，G=+1，RF=0Ω，RL=1kΩ，并連接至VS/2。

應用程序信息

OPA357是一種CMOS、軌間I/O、高速、電壓反饋運算放大器，設計用于視頻、高速和其他應用。它有單或雙運算放大器。

該放大器具有100MHz的增益帶寬和150V/μs的轉換率，但單位增益穩定，可以作為+1V/V電壓跟隨器工作。

工作電壓

OPA357的電源范圍為+2.7V至+5.5V（±1.35V至±2.75V）。但是，電源電壓的范圍為+2.5V至+5.5V（±1.25V至±2.75V）。高于7.5V（絕對最大值）的電源電壓會永久損壞放大器。

隨電源電壓或溫度變化的參數見本數據表的典型特性部分。

啟用功能

OPA357的Enable函數是使用Schmitt觸發器實現的。通過向啟用引腳施加TTL高電壓電平（參考V-）來啟用放大器。相反，TTL低電壓電平（參考V−）將禁用放大器，將其電源電流從4.9mA降低到每個放大器僅3.4μa。每個通道都有獨立的啟用引腳（雙版本），提供了最大的設計靈活性。對于便攜式電池操作應用，此功能可用于大大降低平均電流，從而延長電池壽命。

使能輸入可以建模為一個CMOS輸入門，其上拉電阻為100kΩ。該引腳應連接到一個有效的高或低電壓或驅動，而不是左開路。

啟用時間為100ns，禁用時間僅為30ns。這使得OPA357可以作為門控放大器工作，或者將其輸出多路復用到公共輸出總線上。禁用時，輸出假定為高阻抗狀態。

軌對軌輸入

OPA357規定的輸入共模電壓范圍超出電源軌100mV。這是通過一個互補的輸入級實現的，一個N通道輸入差分對與P通道差分對，如圖1所示。N-通道對對于靠近正軌的輸入電壓有效，通常高于正極電源（V+）-1.2V至100mV，而P-通道對對于從負極電源下方100毫伏到大約（V+−1.2V）的輸入打開。存在一個小的過渡區，通常為（V+）-1.5V至（V+）-0.9V，其中兩對都是打開。該600毫伏過渡區可隨工藝變化而變化±500毫伏。因此，在低端，過渡區（兩個輸入級均開啟）的范圍為（V+）-2.0V至（V+）-1.5V，高端可達（V+−0.9V至（V+）-0.4V。

雙折疊共源共源代碼將來自兩個輸入對的信號相加，并向AB類輸出級提供差分信號。

軌對軌輸出

AB類輸出級采用共源晶體管實現軌對軌輸出。對于高阻抗負載（>200Ω），輸出電壓擺幅通常為離電源軌100毫伏。當負載為10Ω時，可以在保持高開環增益的同時實現有用的輸出擺幅。見輸出電壓擺幅與輸出電流的典型特性曲線。

輸出驅動

OPA357的輸出級可以提供±100mA的連續輸出電流，并且在5V電源上仍然提供大約2.7V的輸出擺幅，如圖2所示。為達到最大可靠性，不建議運行超過±100mA的連續直流電流。參考典型的輸出電壓擺幅與輸出電流的特性曲線。為了提供大于±100mA的連續輸出電流，OPA357可并聯運行，如圖3所示。

OPA357將提供高達200mA的峰值電流，這與典型的短路電流相對應。因此，提供了一個片內熱關機電路，以保護OPA357免受危險的高結溫影響。在160°C時，保護電路將關閉放大器。當結溫冷卻到140℃以下時，將恢復正常工作。

視頻

OPA357輸出級能夠驅動標準的后端接75Ω視頻電纜，如圖4所示。通過反向端接傳輸線，它不會向驅動器顯示電容性負載。正確背面端接的75Ω電纜不會顯示為電容；它僅向OPA357輸出提供150Ω的電阻負載。

OPA357可以用作RGB圖形信號的放大器，該信號在視頻黑電平下的電壓為零，通過對信號進行偏移和交流耦合。見圖5。

寬帶視頻多路復用

視頻速度放大器的一個常見應用是將多個放大器輸出連接在一起，然后從幾個可能的視頻輸入中選擇哪一個輸入到一條線路上。這個簡單的有線或視頻多路復用器可以使用OPA357輕松實現；見圖6。

驅動模擬-數字轉換器

OPA357系列運算放大器提供60納秒的穩定時間至0.01%，使其成為驅動中高速采樣a/D轉換器和參考電路的好選擇。OPA357系列提供了一種有效的方法來緩沖A/D轉換器的輸入電容和由此產生的電荷注入，同時提供信號增益。

驅動A/D轉換器的OPA357見圖7。在OPA357處于逆變配置的情況下，反饋電阻器上的電容器可用于過濾信號中的高頻噪聲；見圖7。

容性負載與穩定性

OPA357系列運算放大器可以驅動各種電容性負載。然而，在某些條件下，所有運算放大器都可能變得不穩定。運算放大器的配置、增益和負載值只是確定穩定性時要考慮的幾個因素。單位增益結構的運算放大器最容易受到電容負載的影響。電容性負載與運算放大器的輸出電阻以及任何附加負載電阻發生反應，在小信號響應中產生一個極點，降低相位裕度。詳見各種CL的典型特性曲線頻率響應。

OPA357的拓撲結構增強了它驅動電容性負載的能力。在單位增益，這些運算放大器表現良好的大電容負載。詳見推薦的典型特性曲線RS vs電容性負載和頻率響應vs電容性負載。

改進單位增益配置中電容性負載驅動的一種方法是在輸出端串聯一個10Ω到20Ω的電阻器，如圖8所示。這顯著減少了大電容性負載時的振鈴現象參見典型的特性曲線頻率響應與電容性負載的關系。然而，如果有一個電阻負載與電容負載并聯，RS會產生一個分壓器。這會在輸出端引入直流誤差，并略微減小輸出擺幅。這個錯誤可能無關緊要。例如，在RL=10kΩ和RS=20Ω的情況下，輸出只有大約0.2%的誤差。

寬帶跨阻放大器

寬帶寬，低輸入偏置電流，低輸入電壓和電流噪聲使得OPA357成為低壓單電源應用的理想寬帶光電二極管互阻放大器。低電壓噪聲很重要，因為光電二極管電容使電路的有效噪聲增益在高頻下增加。

如圖9所示，跨阻設計的關鍵元素是期望的二極管電容（包括OPA357的寄生輸入共模和差模輸入電容（2+2）pF）、所需的跨阻增益（RF）和OPA357（100MHz）的增益帶寬積（GBP）。設置這3個變量后，可以設置反饋電容值（CF）來控制頻率響應。

為了獲得最大平坦的二階巴特沃斯頻率響應，反饋極點應設置為：

典型的表面貼裝電阻器的寄生電容約為0.2pF，必須從計算的反饋電容值中扣除。

帶寬計算公式如下：

對于更高的跨阻帶寬，可以使用高速CMOS OPA355（200MHz GBW）或OPA655（400mhzgbw）。

PCB布局

OPA357應采用良好的高頻印刷電路板（PCB）布局技術。大量使用接地層、短而直接的信號軌跡，以及位于V+引腳的適當旁路電容器將確保清潔、穩定的運行。大面積的銅也提供了一種消散正常運行時產生的熱量的方法。

插座絕對不建議與任何高速放大器一起使用。

10nF陶瓷旁路電容器是最小推薦值；當驅動低電阻負載時，并聯添加1μF或更大的鉭電容器可能會有好處。提供足夠的旁路電容對于實現非常低的諧波和互調失真至關重要。

功率損耗

除了常規的SOT23-6和MSOP-10，OPA357的單、雙版本也有一個SO-8功率板。SO-8 PowerPAD是標準尺寸的SO-8封裝，封裝底部裸露的引線框架直接焊接到PCB上，以產生極低的熱阻。這將大大增強OPA357的功耗能力，并消除了傳統上在熱封裝中使用的笨重散熱片和片塞。這個包可以很容易地安裝使用標準的PCB組裝技術。注：由于SO-8 PowerPAD與標準SO-8封裝的引腳兼容，OPA357可直接替換現有插座中的運算放大器。建議始終將PowerPAD焊接到PCB，即使是低功耗的應用程序也是如此。這為引線框架模架墊和PCB之間提供了必要的熱連接和機械連接。

對于電阻負載，最大功耗發生在電源電壓一半的直流輸出電壓。交流信號的損耗更低。應用公告AB-039（SBOA022），功率放大器應力和功率處理限制，解釋了如何計算或測量異常信號和負載的功耗。

任何啟動熱保護電路的趨勢都表明功耗過大或散熱不足。為了可靠運行，結溫最高應限制在150°C。為了估計完整設計中的安全裕度，請提高環境溫度，直到熱保護在160°C下觸發。熱保護應在應用的最大預期環境條件以上觸發35°C以上。

PowerPAD熱增強包

OPA357采用了so8powerpad封裝，這是一種熱增強的標準尺寸IC封裝，旨在消除傳統熱封裝中使用的笨重散熱片和片塞。這個包可以很容易地安裝使用標準的PCB組裝技術。

PowerPAD封裝的設計使得引線框架模具墊（或熱墊）暴露在IC底部，如圖10所示。這在模具和封裝外部之間提供了極低的熱阻（JC）路徑。集成電路底部的熱墊直接焊接到PCB上，使用PCB作為散熱片。此外，電鍍通孔（過孔）為PCB背面提供了一條低熱阻熱流道。

PowerPAD組裝過程

1、電源板必須連接到設備的最大負電源電壓，在單電源應用中，該電壓將接地，在分體式電源應用中，該電壓將接地。

2、準備帶有頂部蝕刻圖案的PCB，如圖11所示。根據具體的裝配工藝要求，具體的地面設計可能會有所不同。導線和熱焊盤都應進行蝕刻。

3、在熱墊區域放置推薦數量的電鍍通孔（或熱通孔）。這些孔的直徑應為13密耳。它們保持很小，這樣在回流焊期間，通過孔的焊料芯吸不是問題。SO-8PowerPad封裝的最小建議孔數為5，如圖11所示。

4、建議（但不要求）在封裝下方和熱墊區域外放置少量的額外孔。這些孔在銅熱焊盤和接地層之間提供了額外的熱通道。它們可能更大，因為它們不在需要焊接的區域，所以芯吸不是問題。如圖11所示。

5、將所有孔（包括熱焊盤區域內和焊盤區域外的孔）連接到內部接地平面或其他內部銅平面（對于單電源應用），以及連接到V−上（對于分體式電源應用）。

6、當布置這些孔時，不要使用典型的webor spoke via連接方法，如圖12所示。網絡連接有一個高熱阻連接，有助于減緩焊接過程中的熱傳遞。這使得焊接具有接地平面連接的過孔更加容易。然而，在這種應用中，低熱阻是最有效的傳熱要求。因此，PowerPAD組件下的孔應與內部接地平面連接，并在整個電鍍通孔周圍進行完整連接。

7、頂部焊接面罩應使焊盤連接和熱焊盤區域暴露。熱墊區域應露出13密耳的孔。熱焊盤區域外較大的孔可以用焊接掩模覆蓋。

8、在所有外露的焊盤區域和所有的焊盤上涂上熱焊膏。

9、有了這些準備步驟，PowerPAD ICis就可以簡單地放置到位，并像任何標準表面貼裝組件一樣完成焊接回流焊操作。這將導致零件正確安裝。

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