ST最精确的纳米功耗运算放大器TSU111

TSU111是意法半导体最精密的毫微功耗运算放大器 （op amp），具有很大的优势，可以创建更持久、性能更好的器件。智能革命以无数传感器测量所有事物和每个人为特征，带来了一个奇妙的悖论：这个日益数字化的世界是高度模拟的！许多负责跟踪其环境的组件使用模拟微机电系统。这些组件固有的挑战之一是它们的低幅度信号需要放大。因此，工程师在模拟信号到达数字组件之前使用运算放大器。然而，这个过程会消耗大量功率，并引入严重的不精确性，这违背了低功率传感器的目的。因此，我们开始理解为什么 TSU111 的出色规格风靡市场，彻底改变了我们认为可能的情况。

TSU111：纳米功率运算放大器的新性能记录

TSU111 在 25 ºC 时的电流消耗仅为 900 nA，继承了 ST 在电源管理方面的优势，成为公司产品组合中功耗最低的运算放大器之一。事实上，只有TSU101需要更少的能量，因为它只消耗 580 nA。然而，尽管后者的失调电压为 3 mV，但 TSU111 的最大输入失调电压 （V io ） 仅为 150 µV，使其更加精确，同时仍保持在 1 µA 以下。

在理想情况下，传感器捕获的模拟信号将被具有无限增益的运算放大器完美放大。在这个理论场景中，将 0 V 的输入电压施加到运算放大器会导致输出电压为 0 V。不幸的是，支配现实生活的物理定律存在很多问题，当信号通过放大器时，设备内部组件之间的噪声和不匹配会导致引入错误和不精确。如果我们使用前面的示例，将 0 V 输入电压施加到真正的运算放大器将导致负或正输出电压，具体取决于器件。换句话说， 输入和输出电压之间的差异越大，运算放大器就越不精确。

为了更好地量化该精度，我们使用输入失调电压或施加到输入端子的电压，因此运算放大器可以输出 0 V。因此，与 TSU101 的 3 mV 相比，TSU111 的失调电压仅为 150 µV，是巨大的差异彻底改变了上一代毫微功耗运算放大器原本可以实现的精度。

令人印象深刻的应用多功能性

尽管 TSU111 比 TSU101 更精确，但 ST 能够保持1.5 V 至 5.5 V 的相同电源电压范围。如此低的电压，加上亚微安的输入电流，意味着 TSU111 可以使用 220 mAh CR2032 纽扣电池运行超过 25 年！因此，像这样添加多个运算放大器对电路消耗的影响微乎其微，这使得 TSU111 非常适合必须长时间依赖单个电池的应用，例如 CO、O 2和 H 2 S在家庭和工业环境中发现的探测器。

TSU111 还继承了 TSU101 的轨到轨设计，这意味着为电路供电的轨也可以为运算放大器供电，大大简化了设计，同时增加了输出的动态范围，以确保它可以达到电源。这一点尤其重要，因为轨到轨结构在小型应用中是必不可少的。

最后，TSU111 具有11.5 kHz 的典型增益带宽积，如果我们将其与 TSU101 的 8 kHz 进行比较，这个值尤其高。简而言之，它可以帮助确定运算放大器在特定频率下可获得的最大增益，这解释了为什么 TSU111 非常适合光伏应用。收集光电二极管的电流通常需要电流电压转换器，并且考虑到它的高带宽和低电流偏置，运算放大器可以通过优化这种特殊的转换来极大地提高设计的效率。

审核编辑：郭婷