LM2902B低功耗四通道运算放大器技术解析与应用指南

STMicroelectronics LM2902B低功耗四通道运算放大器（运放）专门设计用于汽车和工业控制系统。这四个独立的高增益放大器的频率补偿在内部实现。LM2902B低功耗四通道运算放大器的工作电源电压高达36V，具有1.2MHz宽带宽（单位增益）和100dB大直流电压增益。这些放大器符合AEC-Q100标准，可在宽电压范围内由单电源供电运行。LM2902B低功耗四通道运算放大器用于电信设备、电源管理和工业应用。

数据手册；*附件：STMicroelectronics LM2902B低功耗四通道运算放大器数据手册.pdf

特性

• 工作电源电压：高达36V
• 内部实现的频率补偿
• 极低电源电流/放大器，不受电源电压影响
• 宽带宽（统一增益）：1.2MHz（温度补偿后）
• 低输入偏置电流：20nA（温度补偿后）
• 差分输入电压：±40V
• 输入共模电压范围，带负电源轨
• 差分输入电压范围等于电源电压
• 符合AEC-Q100标准
• 100dB大直流电压增益
• 低输入失调电流：2nA
• 输出电压摆幅大：0V至VCC -1.5V
• 最高结温：150°C

示意图

‌LM2902B低功耗四通道运算放大器技术解析与应用指南‌

‌一、产品概述与技术亮点‌
LM2902B是STMicroelectronics推出的汽车级低功耗四通道运算放大器，具有以下核心特性：

• ‌宽电压工作范围‌：3V至36V单电源供电，兼容5V逻辑系统
• ‌温度补偿设计‌：1.2MHz单位增益带宽与输入偏置电流（20nA）均具备温度稳定性
• ‌高集成度‌：内部集成频率补偿电路，节省外部元件
• ‌低功耗表现‌：每放大器典型耗电仅0.3mA（Vcc=5V）
• ‌全摆幅输出‌：输出电压范围0V至Vcc-1.5V

‌二、关键电气特性深度分析‌

1. ‌精度参数‌
   • 输入失调电压：4mV（25℃）
   • 输入偏置电流：150nA（25℃）
   • 共模抑制比：85dB（Vcc=36V）
2. ‌动态性能‌
   • 压摆率：0.6V/µs（Vcc=15V）
   • 增益带宽积：1.2MHz
   • 建立时间：≤2µs（0.1%精度）
3. ‌负载驱动能力‌
   • 源电流：32mA（Vcc=36V）
   • 灌电流：18mA（Vcc=36V）

‌三、汽车电子应用场景‌

1. ‌传感器信号调理‌
   利用其共模输入范围包含负电源的特性，可直接处理接地参考的传感器信号，如节气门位置传感器、氧传感器等。
2. ‌电源管理模块‌
   在DC-DC转换器中用作误差放大器，其100dB大直流增益可提升稳压精度。
3. ‌电机控制接口‌
   通过多通道优势同时处理位置反馈、电流检测等多路信号。

‌四、设计注意事项‌

1. ‌散热管理‌
   • SO14封装热阻：100℃/W
   • 最大结温：150℃
   • 建议使用散热焊盘设计
2. ‌保护电路设计‌
   • 输入抗负压能力：-0.3V
   • 输出短路保护：可持续短路至地
   • ESD防护：HBM 370V，CDM 1500V
3. ‌稳定性优化‌
   • 容性负载驱动：推荐CL≤100pF
   • 相位裕度：≥60°（CL=100pF）

‌五、实测性能曲线解读‌

1. ‌温度特性‌（图5、图7）
   输入失调电压温漂典型值7µV/℃（-40℃至125℃）
2. ‌频率响应‌（图8）
   在36V供电时保持单位增益稳定，适用于宽带信号处理。

‌六、选型与替代建议‌

• ‌工业级替代‌：LM2902系列（工作温度-40℃至105℃）
• ‌封装选择‌：TSSOP14节省40%PCB面积
• ‌质量控制‌：AEC-Q100认证确保车载可靠性

‌七、典型应用电路‌

1. ‌差分放大器配置‌
   利用四通道特性构建多路差分输入级，适用于电池管理系统中的电压采集。
2. ‌有源滤波器设计‌
   利用1.2MHz带宽实现二阶低通滤波，截止频率可配置至500kHz。