MAX492：单/双/四通道微功耗单电源轨到轨运算放大器的卓越之选

MAX492/MAX494/MAX495：单/双/四通道微功耗单电源轨到轨运算放大器的卓越之选

作为电子工程师，在为电池供电设备和低电压应用选择合适的运算放大器时，会面临诸多考量。今天要给大家详细介绍的 MAX492、MAX494 和 MAX495 运算放大器，或许能成为你设计中的得力助手。

文件下载：MAX492.pdf

一、产品概述：不推荐新设计但仍具价值

需要注意的是，MAX495 由于采用的制造工艺已不再可用，不推荐用于新设计，但 Maxim 可能提供替代产品或业界有第二货源，现有用户仍可参考其数据手册。而 MAX492 和 MAX494 不受此影响。

这三款运算放大器将出色的直流精度与输入和输出的轨到轨操作相结合。它们既可以采用单电源（+2.7V 至 +6V）供电，也能使用双电源（±1.35V 至 ±3V）供电，每路运算放大器的电源电流小于 150µA。尽管电流低，但它们能够驱动 1kΩ 负载，输入参考电压噪声仅为 25nV/√Hz，还能驱动超过 1nF 的负载。

二、产品特性：优势显著

（一）电源与电压特性

• 低电压单电源运行：支持 +2.7V 至 +6V 的单电源供电，适用于多种低电压应用场景。
• 轨到轨输入共模电压范围：输入共模范围可延伸至电源轨之外 0.25V，且具有出色的共模抑制能力，超出指定共模范围时，输出也不会出现相位反转或锁存问题。
• 轨到轨输出摆幅：在 100kΩ 负载下，输出电压可摆动至接近电源 50mV 以内，大大增加了动态范围。

（二）性能指标出色

• 增益带宽积：达到 500kHz，能满足一定的频率响应需求。
• 单位增益稳定：确保在单位增益配置下稳定工作。
• 低静态电流：每路运算放大器最大静态电流为 150µA，有助于降低功耗。
• 无输入过驱动相位反转：即使输入信号过大，也不会出现相位反转现象。
• 低失调电压：最大为 200µV，保证了较高的直流精度。
• 高电压增益：可达 108dB，能有效放大信号。
• 高共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）：分别为 90dB 和 110dB，可减少共模干扰和电源波动的影响。

（三）负载驱动能力

能够驱动 1kΩ 负载，还能驱动大电容负载，这在许多实际应用中非常关键。

（四）封装形式多样

MAX492/MAX494/MAX495 提供 DIP 和 SO 封装，采用行业标准的运算放大器引脚配置。MAX495 还提供最小的 8 引脚 SO：µMAX 封装，方便不同的 PCB 布局需求。

三、应用领域：广泛适用

（一）便携式设备

由于其低功耗和低电压运行特性，非常适合用于便携式设备，如手持测量仪器、便携式医疗设备等，可有效延长电池续航时间。

（二）电池供电仪器

像电池供电的数据采集系统、传感器接口电路等，这些设备对功耗和精度要求较高，MAX492/MAX494/MAX495 能够很好地满足需求。

（三）数据采集与信号调理

在数据采集系统中，可对传感器输出的微弱信号进行放大和调理，提高信号质量。

（四）低电压应用

各种低电压电路，如低电压 ADC 的输入信号调理电路，都可以使用这三款运算放大器。

四、典型工作电路与测试

（一）典型工作电路

文档中给出了一个典型的工作电路，展示了 MAX495 增益为二的缓冲器驱动 MAX187 12 位 ADC 的模拟输入。两个设备均由单 5V 电源供电，转换器的内部参考电压为 4.096V。MAX495 的典型输入失调电压为 200µV，在 ADC 输入处产生的误差小于一个最低有效位（LSB）的一半，对转换结果的影响可忽略不计。

（二）测试相关

通过对电源上电建立时间的测试，我们可以看到在不同电源电压下，输出达到稳定所需的时间。例如，当电源从 0V 升至 +3V 时，输出大约在 4µs 内稳定；当升至 +5V 时，大约需要 10µs。这对于需要频繁上电和断电的应用场景，如电池供电设备的节能模式，具有重要的参考意义。

五、电气特性：详细参数

（一）绝对最大额定值

包括电源电压、共模输入电压、差分输入电压、输入电流、输出短路持续时间、施加到 NULL 引脚的电压、连续功耗、工作温度范围、结温、存储温度范围和引脚焊接温度等参数。在设计时，必须确保设备的工作条件在这些额定值范围内，以避免损坏设备。

（二）直流电气特性

涵盖输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、差分输入电阻、共模输入电压范围、共模抑制比、电源抑制比、大信号电压增益、输出电压摆幅、输出短路电流、工作电源电压范围和电源电流等参数。这些参数在不同的温度和工作条件下会有所变化，设计时需根据实际情况进行考虑。

（三）交流电气特性

包括增益带宽积、相位裕度、增益裕度、总谐波失真、压摆率、建立时间、开启时间、输入噪声电压密度、输入噪声电流密度和通道隔离度等参数。这些参数对于评估运算放大器在交流信号处理中的性能至关重要。

六、应用信息与设计要点

（一）轨到轨输入输出

其输入共模范围可延伸至电源轨之外 0.25V，输出电压在 100kΩ 负载下可摆动至接近电源。这一特性显著增加了动态范围，特别是在低电源电压应用中。通过两个互补的输入级并联实现轨到轨输入共模摆动，但会存在一定的输入失调特性，不过已通过加宽过渡区域来减少对 CMRR 的影响。

（二）输入失调电压调整

对于 MAX495，可以通过在两个 NULL 引脚之间连接一个 10kΩ 微调电位器，并将抽头连接到 VEE 来调整输入失调电压。

（三）输入偏置电流处理

为减少输入偏置电流通过外部源电阻产生的失调误差，应匹配每个输入所看到的有效电阻。在反相配置和同相配置中，分别采取不同的电阻连接方式。

（四）输入级保护电路

内部保护电路由 IN+ 和 IN- 之间的背对背二极管和两个 1.7kΩ 电阻串联组成，可防止大差分输入电压损坏精密输入级。

（五）输出负载与稳定性

虽然每路运算放大器的静态电流小于 150µA，但仍能很好地驱动高达 1kΩ 的负载，并在驱动大电容负载时保持稳定性。当驱动电容负载时，在某些情况下可能会出现不稳定，可通过连接上拉电阻、让放大器吸收电流以及添加输出隔离电阻等方法来提高稳定性。不过，由于其本身稳定性出色，在大多数应用中无需使用隔离电阻，以免影响低频性能。

（六）电源上电建立时间

由于电源电流较低，有时需要通过对运算放大器和相关 IC 进行定时断电来进一步降低功耗。重新上电后，电源和输出引脚的电压需要一定时间才能稳定，建立时间取决于电源电压、旁路电容值、输入电源的输出阻抗以及组件之间的引线电阻或电感等因素。

（七）电源与布局

可采用单 2.7V 至 6V 电源或双 ±1.35V 至 ±3V 电源供电。单电源供电时，需使用 1µF 电容与 0.1µF 陶瓷电容并联对电源进行旁路；双电源供电时，需将每个电源旁路到地。良好的布局可以减少运算放大器输入和输出的杂散电容，提高性能。

七、订购信息与封装

（一）订购信息

提供了不同型号、温度范围和引脚封装的详细信息，方便用户根据自己的需求进行选择。

（二）封装信息

包括 8 引脚 µMICROMAX 小外形封装和窄 SO 小外形封装等，详细给出了封装的尺寸参数。

综上所述，MAX492、MAX494 和 MAX495 运算放大器在低电压、低功耗和高精度等方面表现出色，适用于多种应用场景。在设计时，我们需要充分考虑其电气特性、应用信息和设计要点，以确保电路的性能和稳定性。大家在实际应用中是否遇到过类似运算放大器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。