SGM8967系列CMOS运算放大器：高性能与多应用的完美结合

在电子设计领域，运算放大器是不可或缺的基础元件。今天我们要深入探讨的SGM8967-1/2/3/4系列，是圣邦微电子（SGMICRO）推出的单、双和四通道轨到轨输入输出CMOS运算放大器，专为低压、低噪声和高精度操作而优化。

文件下载：SGM8967-1_SGM8967-2_SGM8967-3_SGM8967-4.pdf

一、产品概述

基本特性

SGM8967系列可在2.1V至5.5V单电源下工作，每个放大器在5.5V时仅消耗2.7mA的静态电流，而SGM8967 - 3在掉电模式下的电源电流仅为0.1μA。其最大输入失调电压为240μV，具有27MHz的高增益带宽积和30V/μs的压摆率，这些特性使得该系列运放适用于各种不同的应用场景。

封装与温度范围

该系列产品提供多种绿色环保封装形式，以满足不同的设计需求。SGM8967 - 1有SOT - 23 - 5和SOIC - 8封装；SGM8967 - 2有MSOP - 8和SOIC - 8封装；SGM8967 - 3采用SOT - 23 - 6封装；SGM8967 - 4则有SOIC - 14和TSSOP - 14封装。并且，它们的工作温度范围覆盖了扩展工业温度范围（- 40℃至 + 125℃），能适应较为恶劣的工作环境。

二、产品特性详解

电气性能

• 输入特性：输入失调电压最大为240μV，输入失调电压漂移在全温度范围内为1.5μV/℃，输入偏置电流和输入失调电流在常温下较小，且在全温度范围内也有较好的表现。输入共模电压范围较宽，能适应不同的输入信号。
• 输出特性：输出电压摆幅接近电源轨，在不同负载和电源电压下都能提供稳定的输出。输出电流在5.5V电源下可达42mA，能满足一定的负载驱动需求。
• 动态性能：增益带宽积达到27MHz，相位裕度为60°，压摆率为30V/μs，建立时间到0.1%仅需120ns，过载恢复时间为60ns，这些参数保证了运放能够快速响应输入信号的变化。
• 噪声性能：在10kHz时输入电压噪声密度低至8nV/√Hz，能有效降低系统中的噪声干扰。
• 电源特性：工作电压范围为2.1V至5.5V，电源抑制比在2.1V至5.5V电源电压下表现良好，静态电流每个放大器典型值为2.7mA，SGM8967 - 3在禁用时的电源电流仅为0.1μA，具有低功耗的特点。

典型性能特性

通过一系列的典型性能特性曲线，我们可以更直观地了解SGM8967系列运放的性能。例如，静态电流与电源电压的关系曲线、输入失调电压与输入共模电压的关系曲线等。这些曲线展示了运放在不同工作条件下的性能变化，为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

三、应用信息

输入特性应用

• 轨到轨输入：当SGM8967系列在2.1V至5.5V电源下工作时，输入共模电压范围为(-VS) - 0.1V至(+VS) + 0.1V。输入与电源轨之间的ESD二极管会钳位输入电压，防止其超过电源轨。
• 输入电流限制保护：为防止ESD二极管因过流而损坏，在一些应用中需要添加电流限制保护。通常采用串联输入电阻来限制输入电流不超过10mA，但该电阻会在放大器输入处引入热噪声，因此其阻值应尽可能小。

输出特性应用

SGM8967系列支持轨到轨输出操作。在单电源应用中，例如当+VS = 5.5V，-VS = GND时，将10kΩ负载电阻从OUT引脚连接到VS/2，典型输出摆幅范围为0.008V至5.492V。

驱动容性负载

SGM8967系列设计用于在高达470pF的容性负载下实现单位增益稳定。如果在应用中需要驱动更大的容性负载，可以使用特定的电路，通过反馈回路补偿RISO产生的IR压降。

电源去耦和布局

在放大器电路设计中，干净、低噪声的电源至关重要。电源旁路是清除电源噪声的有效方法，通常使用10μF陶瓷电容与0.1μF或0.01μF陶瓷电容并联，并将这些陶瓷电容尽可能靠近+VS和 - VS电源引脚放置。

接地与布线

在低速应用中，单点接地技术是消除接地噪声最简单有效的方法；而在高速应用中，使用完整的接地平面技术可以帮助散热并减少EMI噪声拾取。为减少输入到输出的耦合，输入走线应尽量远离电源或输出走线，敏感走线和噪声走线不应在同一层平行布置，而应在不同层垂直布置，以减少串扰。

典型应用电路

• 差分放大器：经典的差分放大器设计，当R4 / R3 = R2 / R1时，输出电压VOUT = (VP - VN) × R2 / R1 + VREF。
• 高输入阻抗差分放大器：在输入级添加放大器以增加输入阻抗，消除了普通差分放大器输入阻抗低的缺点。
• 有源低通滤波器：直流增益等于 - R，-3dB截止频率等于1/2πR2C。设计时，滤波器带宽必须小于放大器的带宽，电阻值应尽可能低，以减少PCB布局中寄生参数产生的振铃或振荡。

四、产品订购与封装信息

订购信息

文档提供了详细的订购信息，包括不同型号对应的封装、指定温度范围、订购编号、封装标记和包装选项等，方便工程师根据自己的需求进行选择。

封装信息

详细给出了各种封装的外形尺寸和推荐焊盘尺寸，以及编带和卷盘的相关参数、纸箱尺寸等信息，为产品的安装和使用提供了便利。

SGM8967系列CMOS运算放大器以其高性能、低噪声、宽工作电压范围和多种封装形式，为电子工程师在传感器、音频、有源滤波器、A/D转换器等众多领域的设计提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师们需要根据具体的设计需求，充分考虑运放的各项特性，合理进行电路设计和布局，以实现最佳的系统性能。大家在使用SGM8967系列运放时，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。