OPAx333 1.8V 微功耗 CMOS 运算放大器零漂移系列
- ZHCSGL8E March 2006 – December 2015 OPA2333 , OPA333
  
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DATA SHEET

OPAx333 1.8V 微功耗 CMOS 运算放大器零漂移系列

本资源的原文使用英文撰写。为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

低失调电压：10μV（最大值）
零漂移：0.05μV/°C（最大值）
0.01Hz 至 10Hz 噪声：1.1μV_PP
静态电流：17μA
单电源供电
电源电压：1.8V 至 5.5V
轨到轨输入/输出
微型封装：SC70 和 SOT23

2 应用

传感器
温度测量
电子称
医疗仪表
电池供电的仪器
手持测试设备

3 说明

CMOS 型OPAx333系列运算放大器使用专有自动校准技术，以提供极低的失调电压（10μV，最大值），同时随时间推移和温度变化实现接近于零的漂移。这些高精度、低静态电流微型放大器可提供高阻抗输入（共模范围超出电源轨电压 100mV）和轨至轨输出（摆幅低于电源轨电压 50mV 以内）。可以使用低至 1.8V (±0.9V) 和高达 5.5V (±2.75V) 的单电源或双电源。这些器件针对低电压、单电源运行进行了优化。

OPAx333 系列提供出色的 CMRR，而不存在与传统互补输入级关联的交叉。该设计可在驱动模数转换器 (ADC) 的过程中实现优异的性能，而不会降低微分线性。

OPA333（单通道版本）可提供 5 引脚 SOT-23、SOT 以及 8 引脚 SOIC 封装，而 OPA2333（双通道版本）可提供 8 引脚 VSON、SOIC 和 VSSOP 封装。所有版本的额定工作温度范围均为 -40°C 至 125°C。

器件信息⁽¹⁾

器件型号	封装	封装尺寸（标称值）
OPA333	SOT-23 (5)	2.90mm × 1.60mm
	小外形尺寸晶体管 (SOT) (5)	2.00mm x 1.25mm
	SOIC (8)	4.90mm × 3.90mm
OPA2333	VSON (8)	3.00mm × 3.00mm
	SOIC (8)	4.90mm × 3.90mm
	VSSOP (8)	3.00mm × 3.00mm

要了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购米6体育平台手机版_好二三四附录。

0.1Hz 至 10Hz 噪声

OPA333 OPA2333 frontpage_noise_graph_sbos351.gif

OPAx333 引脚图

OPA333 OPA2333 frontpage_pinouts_sbos351.gif

4 修订历史记录

Changes from D Revision (November 2013) to E Revision

Added 添加了引脚配置和功能 部分、ESD 额定值 和热性能信息 表、特性说明 部分、器件功能模式、应用和实施 部分、电源相关建议 部分、布局部分、器件和文档支持 部分以及机械、封装和可订购信息 部分Go

Changes from C Revision (May 2007) to D Revision

将数据表格式更改成了最新的标准外观Go
在首页中添加了 OPA2333 DFN-8 引脚Go
将“绝对最大额定值”中的第 2 个信号输入端子 参数从“电压”更改成了“电流”（拼写错误）Go
添加了Table 1Go

5 引脚配置和功能

OPA333 DBV 封装

5 引脚 SOT

俯视图

OPA333 DCK 封装

5 引脚 SC70

俯视图

OPA333 D 封装

8 引脚 SOIC

俯视图

引脚功能：OPA333

引脚				I/O	说明
名称	SOIC	SOT	SC70	I/O	说明
+IN	3	3	1	I	同相输入
–IN	2	4	3	I	反相输入
NC	1、5、8	—	—	—	无内部连接（可以悬空）
OUT	6	1	4	O	输出
V+	7	5	5	—	正电源（最高）
V–	4	2	2	—	负电源（最低）

OPA2333 DRB 封装

带有外露散热焊盘的 8 引脚 VSON 封装

俯视图

OPA2333 D 或 DGK 封装

8 引脚 SOIC 或 VSSOP

俯视图

OPA333 OPA2333 po_2333_so_msop_bos351.gif

引脚功能：OPA2333

引脚			I/O	说明
名称	VSON	SOIC、VSSOP	I/O	说明
+IN	—	—	I	同相输入
+IN A	3	3	I	同相输入，通道 A
+IN B	5	5	I	同相输入，通道 B
–IN	—	—	I	反相输入
–IN A	2	2	I	反相输入，通道 A
–IN B	6	6	I	反相输入，通道 B
OUT	—	—	O	输出
OUT A	1	1	O	输出，通道 A
OUT B	7	7	O	输出，通道 B
V+	8	8	—	正电源（最高）
V–	4	4	—	负电源（最低）

6 规格

6.1 绝对最大额定值

请参阅 ⁽¹⁾

		最小值	最大值	单位
电压	电源	7		V
电压	信号输入端子⁽²⁾	–0.3	(V+) + 0.3	V
电流	信号输入端子⁽²⁾	-1	1	mA
电流	输出短路⁽³⁾	连续		mA
运行结温，T_J			150	°C
运行温度，T_A		–40	150
贮存温度，T_stg		-65	150

(1) 超出绝对最大额定值下所列值的应力可能会对器件造成永久损坏。这些仅为在应力额定值下的工作情况，对于额定值下器件的功能性操作以及在超出建议的工作条件下的任何其它操作，在此并未说明。长时间运行在最大绝对额定条件下会影响器件可靠性。

(2) 输入端子被二极管钳制至电源轨。对于摆幅超过电源轨 0.3V 的输入信号，必须将其电流限制为 10mA 或者更低。

(3) 对地短路，每个封装对应一个放大器。

6.2 ESD 额定值

			值	单位
V_(ESD)	静电放电	人体模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001⁽¹⁾	±4000	V
V_(ESD)	静电放电	充电器件模式 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101⁽²⁾	±1000	V

(1) JEDEC 文档 JEP155 规定：500V HBM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。

(2) JEDEC 文档 JEP157 规定：250V CDM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。

6.3 建议的工作条件

在自然通风温度范围内测得（除非另有说明）

		最小值	最大值	单位
电源电压，V_S		1.8	5.5	V
额定温度范围		-40	125	°C

6.4 热性能信息：OPA333

热指标⁽¹⁾		OPA333			单位
		D (SOIC)	DBV (SOT)	DCK (SC70)
		8 引脚	5 引脚	5 引脚
R_θJA	结至环境热阻	140.1	220.8	298.4	°C/W
R_θJC(top)	结至外壳（顶部）热阻	89.8	97.5	65.4	°C/W
R_θJB	结至电路板热阻	80.6	61.7	97.1	°C/W
ψ_JT	结至顶部的特征参数	28.7	7.6	0.8	°C/W
ψ_JB	结至电路板的特征参数	80.1	61.1	95.5	°C/W
R_θJC(bot)	结至外壳（底部）热阻	—	—	—	°C/W

(1) 有关传统和新热指标的更多信息，请参阅《半导体和 IC 封装热指标》应用报告，SPRA953。

6.5 热性能信息：OPA2333

热指标⁽¹⁾		OPA2333			单位
		D (SOIC)	DGK (VSSOP)	DRB (VSON)
		8 引脚	8 引脚	8 引脚
R_θJA	结至环境热阻	124.0	180.3	46.7	°C/W
R_θJC(top)	结至外壳（顶部）热阻	73.7	48.1	26.3	°C/W
R_θJB	结至电路板热阻	64.4	100.9	22.2	°C/W
ψ_JT	结至顶部的特征参数	18.0	2.4	1.6	°C/W
ψ_JB	结至电路板的特征参数	63.9	99.3	22.3	°C/W
R_θJC(bot)	结至外壳（底部）热阻	—	—	10.3	°C/W

(1) 有关传统和新热指标的更多信息，请参阅《半导体和 IC 封装热指标》应用报告，SPRA953。

6.6 电气特性

除非另有说明，否则 T_A = 25°C，R_L = 10kΩ（连接至 V_S/2），V_CM = V_S/2，V_OUT = V_S/2。

参数		测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
失调电压
V_OS	输入失调电压	V_S = 5V		2	10	μV
dV_OS/dT	输入失调电压漂移	T_A = –40°C 至 125°C		0.02	0.05	μV/°C
PSRR	电源抑制比	V_S = 1.8V 至 5.5V，T_A = –40°C 至 125°C		1	5	μV/V
	长期稳定性⁽¹⁾			请参阅说明 ⁽¹⁾		µV
	通道分离，直流			0.1		μV/V
输入偏置电流
I_B	输入偏置电流	T_A = 25°C		±70	±200	pA
I_B	输入偏置电流	T_A = –40°C 至 125°C		±150
I_OS	输入失调电流			±140	±400
噪声
	输入电压噪声	f = 0.01Hz 至 1Hz		0.3		μV_PP
	输入电压噪声	f = 0.1Hz 至 10Hz		1.1		μV_PP
i_n	输入电流噪声	f = 10Hz		100		fA/√Hz
输入电压
V_CM	共模电压范围		(V–) – 0.1		(V+)+0.1	V
CMRR	共模抑制比	(V–) – 0.1V < V_CM < (V+) + 0.1V， T_A = –40°C 至 125°C	106	130		dB
输入电容
	差分			2		pF
	共模			4		pF
开环增益
A_OL	开环电压增益	(V–) + 100mV < V_O < (V+) – 100mV， R_L = 10kΩ，T_A = –40°C 至 125°C	106	130		dB
频率响应
GBW	增益带宽积	C_L = 100pF		350		kHz
SR	压摆率	G = +1		0.16		V/μs
输出
	相对于电源轨的电压输出摆幅	R_L= 10kΩ		30	50	mV
	相对于电源轨的电压输出摆幅	R_L = 10kΩ，T_A = –40°C 至 125°C			70	mV
I_SC	短路电流			±5		mA
C_L	电容负载驱动		请参阅典型特性
	开环输出阻抗	f = 350kHz，I_O = 0A		2		kΩ
电源
V_S	额定电压范围		1.8		5.5	V
I_Q	静态电流（每个放大器）	I_O = 0A		17	25	μA
I_Q	静态电流（每个放大器）	T_A = –40°C 至 125°C			28	μA
	开通时间	V_S = +5V		100		μs
温度
T_A	额定温度范围		-40		125	°C
T_A	工作范围		-40		150	°C
T_stg	贮存温度		-65		150	°C

(1) 在 150°C 下 300 小时的寿命试验表明，随机分布变化值约为 1μV。

6.7 典型特性

Table 1. 典型特性列表

标题	图
失调电压产生分布	Figure 1
失调电压漂移产生分布	Figure 2
开环增益与频率间的关系	Figure 3
共模抑制比与频率间的关系	Figure 4
电源抑制比与频率间的关系	Figure 5
输出电压摆幅与输出电流间的关系	Figure 6
输入偏置电流与共模电压间的关系	Figure 7
输入偏置电流与温度间的关系	Figure 8
静态电流与温度间的关系	Figure 9
大信号阶跃响应	Figure 10
小信号阶跃响应	Figure 11
正过压恢复	Figure 12
负过压恢复	Figure 13
建立时间与闭环增益间的关系	Figure 14
小信号过冲与负载电容间的关系	Figure 15
0.1Hz 至 10Hz 噪声	Figure 16
电流和电压噪声频谱密度与频率间的关系	Figure 17

除非另有说明，否则 T_A = 25°C，V_S = 5V，C_L = 0pF。

Figure 1. 失调电压产生分布

Figure 3. 开环增益和相位与频率间的关系

Figure 5. 电源抑制比与频率间的关系

Figure 7. 输入偏置电流与共模电压间的关系

Figure 9. 静态电流与温度间的关系

Figure 11. 小信号阶跃响应

Figure 13. 负过压恢复

OPA333 OPA2333 tc_ovrshoot-cl_bos351.gif

Figure 15. 小信号过冲
与负载电容间的关系

Figure 17. 电流和电压噪声频谱密度与频率间的关系

OPA333 OPA2333 tc_histo_drift_bos351.gif

Figure 2. 失调电压漂移产生分布

Figure 4. 共模抑制比与频率间的关系

Figure 6. 输出电压摆幅与输出电流间的关系

Figure 8. 输入偏置电流与温度间的关系

Figure 10. 大信号阶跃响应

Figure 12. 正过压恢复

Figure 14. 建立时间与闭环增益间的关系

Figure 16. 0.1Hz 至 10Hz 噪声

7 详细说明

7.1 概述

OPAx333系列是具有零漂移、低功耗、轨至轨输入和输出的运算放大器。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。零漂移架构提供超低失调电压和接近于零的失调电压漂移。

7.2 功能框图

OPA333 OPA2333 ai_zerodrift_topology_sbos351.gif

7.3 特性说明

OPA333 和 OPA2333 具有单位增益稳定特性，并且不会出现意外输出相位反转。这些器件采用专有的自动校准技术，可提供低失调电压并且随时间推移和温度变化实现极低的漂移。要获得最低的失调电压和精密性能，需要优化电路布局和机械条件。避免在因连接异种导体形成的热电偶结中产生热电（塞贝克）效应的温度梯度。通过确保两个输入端子上的电势相等，消除这些热产生的电势。其他布局和设计注意事项包括：

使用低热电系数条件（避免异种金属）。
将组件与电源或其他热源进行热隔离。
将运算放大器和输入电路与气流（如冷却风扇气流）隔离。

遵循这些准则可降低在不同温度下产生结的可能性，这些结可能导致 0.1μV/°C 或更高的热电电压，具体取决于所使用的材料。

7.3.1 工作电压

OPA333 和 OPA2333 运算放大器的工作电源电压范围为 1.8V 至 5.5V（±0.9V 至 ±2.75V）。典型特性 部分介绍了随电源电压或温度的变化而变化的参数。

CAUTION

高于 +7V（绝对最大值）的电源电压会对器件造成永久性损坏。

7.3.2 输入电压

OPA333 和 OPA2333 输入共模电压范围在电源轨基础上向外扩展了 0.1V。OPA333 专为支持全范围而设计，而且没有易出问题的转换区域，这往往是某些其他轨至轨放大器的通病。

通常，输入偏置电流约为 70pA；但是，超出电源电压的输入电压可能导致过电流流入或流出输入引脚。如果输入电流不超过 10mA，则系统可以承受超过电源电压的瞬时电压。可通过输入电阻器轻松实现此限制，如Figure 18 中所示。

OPA333 OPA2333 ai_in_cur_protect_bos351.gif

Figure 18. 输入电流保护

7.3.3 内部偏移校正

OPA333 和 OPA2333 运算放大器将自动校准技术与信号路径中的时间连续
350kHz 运算放大器结合使用。该放大器每 8μs 使用专有技术进行一次零点校正。启动后，放大器需要约 100μs 来实现额定 V_OS 精度。此设计没有混叠或闪烁噪声。

7.3.4 实现到运算放大器负轨的输出摆幅

有些应用要求输出电压摆幅的范围介于 0V 和正满标量程电压（如 2.5V）之间，而且需要出色的精度。对于大多数单电源运算放大器来说，如果输出信号接近 0V（接近单电源运算放大器的输出摆幅下限），就会出现问题。出色的单电源运算放大器可能摆动到非常接近于单电源接地，但不会达到接地水平。在单电源运行的情况下，OPA333 和 OPA2333 的输出可能摆动到接地或稍微低于接地。通过使用另一个电阻器和另一个比运算放大器的负电压更大负电源，可以实现该摆幅。可以在输出和另一个负电源之间连接一个下拉电阻器，以将输出下拉至低于输出可以达到的值，如Figure 19 中所示。

Figure 19. V_OUT 接地范围

借助前述技术，OPA333 和 OPA2333 的输出级允许输出电压被拉低至负电源轨或稍微低于负电源轨。该技术仅适用于某些类型的输出级。OPA333 和 OPA2333 便非常适合实施该技术；建议的电阻器值约为 20kΩ。

NOTE

此配置会使电流的消耗增加数百微安。

精度在电压降至 0V 甚至低至 –2mV 时非常出色。低于–2mV 即会出现限制和非线性，但在输出再次驱动到 –2mV 以上之后便会恢复出色的精度。降低下拉电阻器的电阻可以使运算放大器摆动到甚至低于负电源轨的水平。可以使用低至 10kΩ 的电阻在低至 –10mV 时实现出色的精度。

7.3.5 DFN 封装

OPA2333 采用 DFN-8 封装（也称为 SON）。DFN 是一种仅在封装底部两侧有引线触点的 QFN 封装。这个无引线封装最大限度增加了电路板空间，并通过外露焊盘来增强散热和电气特性。

DFN 封装物理尺寸小，具有更小的布线面积、更高的散热性能以及更低的电气寄生。此外，无外部引线也消除了引线弯曲问题。

DFN 封装可使用标准 PCB 组装技巧轻松安装。请参阅应用报告 SLUA271《QFN/SON PCB 连接》和 SCBA017《方形扁平无引脚逻辑封装》，两者均可从 www.ti.com 下载。

NOTE

应将封装底部的外露引线框芯片垫连接至 V– 或使其保持未连接状态。

7.4 器件功能模式

OPAx333 器件具有单功能模式。只要电源电压介于 1.8V (±0.9V) 和 5.5V (±2.75V) 之间，该器件就处于通电状态。