КМОП-операционный усилитель Rohm, для устройств с питанием от батареи

Компания Rohm Semiconductor, стремясь удовлетворить требования электроники, работающей на пределе возможностей, компания выпустила TLR1901GXZ — новый КМОП-операционный усилитель, обеспечивающий рекордно низкое энергопотребление, высокую точность сигнала и занимаемую площадь менее 1 мм². TLR1901GXZ разработан для таких приложений, как портативные измерители, носимые устройства и датчики движения, и предназначен для сценариев, где важен каждый наноампер и квадратный миллиметр.

Главное заявление — типичный рабочий ток всего 160 нА. По словам Rohm, этот показатель стал возможным благодаря фирменной технологии Nano Energy, сочетающей в себе передовые схемотехнические решения, оптимизацию компоновки и усовершенствования технологического процесса. Инженерам, стремящимся расширить границы времени автономной работы миниатюрных устройств, уже одна эта характеристика заслуживает более пристального внимания.

Снижение рабочего тока до уровня менее микроампера может напрямую продлить срок службы батарей типа «таблетка» или систем с питанием от источников энергии. В системах с входным каскадом датчиков, где усилители могут длительное время находиться в режиме ожидания, прежде чем начать работу, этот сверхнизкий профиль тока минимизирует паразитный ток, не жертвуя при этом готовностью к работе.

Что делает TLR1901GXZ ещё более впечатляющим, так это то, что он достигает таких показателей мощности без существенного ущерба для точности. Операционный усилитель имеет максимальное входное напряжение смещения 0,55 мВ, что примерно на 45% ниже, чем у типичных устройств этого класса, и низкий температурный дрейф 7 мкВ/°C, что обеспечивает точность измерений в широком диапазоне температур.

Компании Rohm удалось уместить эти характеристики в корпус WLCSP размером 0,91 мм x 0,80 мм и максимальной высотой 0,33 мм. Использование корпуса с пропорциями кристалла на уровне пластины (WLCSP) позволяет точно отслеживать размеры корпуса, что обеспечивает высокую плотность монтажа в сверхкомпактных устройствах, будь то фитнес-трекер, беспроводной датчик, датчик движения или портативный монитор окружающей среды.

Разработчикам, стремящимся объединить этот операционный усилитель с прецизионными пассивными компонентами, Rohm рекомендует серии резисторов MCR004 и MCR006, имеющие посадочные места 0,1005 и 0,201 дюйма соответственно. Эти миниатюрные резисторы, включая бессвинцовые варианты «E» для экологичных конструкций, обеспечивают точную настройку коэффициента усиления без ущерба для пространства на плате.

Ключевым фактором, определяющим производительность TLR1901GXZ, является технология Nano Energy компании Rohm. В отличие от обычных маломощных операционных усилителей, которые фокусируются на снижении тока покоя за счёт шума или смещения, Nano Energy представляет собой комплексный подход, охватывающий физические характеристики устройства, топологию и аналоговую IP-схему. Результатом является не только снижение потребляемого тока, но и конструкция, сохраняющая полноценный ввод-вывод и широкий диапазон напряжений питания от 1,7 до 5,5 В с высокой точностью.

Благодаря этому данная деталь отлично подходит не только для носимых устройств и портативных приборов, но и для узлов Интернета вещей и промышленных датчиков, где энергоэффективность и надежность сигнала играют решающую роль.