电子工程师必看：MAX5420/MAX5421数字可编程精密分压器

在电子设计领域，可编程增益放大器（PGA）是一个关键的组成部分，而数字可编程精密分压器在其中扮演着重要角色。今天我们就来深入了解一下MAXIM公司的MAX5420和MAX5421数字可编程精密分压器。

文件下载：MAX5421.pdf

产品概述

MAX5420和MAX5421是专为数字可编程增益放大器配置优化的精密电压分压器。它们可以在单+5V电源或双±5V电源下工作，仅消耗3μA的电源电流。这两款器件由一个数字可选电阻阵列组成，能为PGA提供1、2、4和8四种精密同相增益。

产品特性

1. 精确的分压比

提供1、2、4和8四种精密分压比，适用于PGA的同相增益。并且具有0.025%（MAX542_A）、0.09%（MAX542_B）和0.5%（MAX542_C）的比率精度，且在-40°C至+85°C的温度范围内都能保证。大家在实际设计中，要根据具体的精度要求来选择合适的型号。

2. 片上匹配电阻

MAX5421包含一个片上匹配电阻，用于运算放大器偏置电流补偿，这对于提高电路的稳定性和精度非常有帮助。

3. 电源灵活性

支持5V单电源或±5V双电源操作，能满足不同的电源设计需求。

4. 低功耗

仅3μA的低电源电流，在对功耗要求较高的应用中具有很大优势。

5. 兼容接口

采用CMOS/TTL逻辑兼容的2线并行接口，方便与其他数字电路集成。

6. 小封装

提供8引脚和10引脚的μMAX封装，节省电路板空间。

应用领域

• 通用可编程同相放大器：可以根据需要灵活调整增益，满足不同的信号放大需求。
• 可编程仪表放大器：在仪表测量中，精确的增益控制对于提高测量精度至关重要。

技术细节

1. 绝对最大额定值

使用时需要注意各引脚相对于地的电压范围，如VDD到GND为-0.3V至+6V，D0、D1到GND为-0.3V至（VDD + 0.3V）等。超过绝对最大额定值可能会对器件造成永久性损坏。

2. 电气特性

• 分压比精度：不同型号有不同的精度等级，我们前面已经提到。
• 电阻参数：H到L的电阻为15kΩ，H端的输入电阻为15kΩ等。
• 电容参数：H、L、W、MATCH_H、MATCH_L处的电容为5pF。

  3. 动态性能

  在特定条件下，开关时间为0.5μs，这对于需要快速响应的应用非常重要。

  4. 数字输入

  输入高电压为2.4V，输入低电压为0.8V，输入泄漏电流为±1μA，输入电容为5pF。

  5. 电源供应

  正电源电压范围为4.75V至5.25V，负电源电压范围为0至 -5.25V，不同输入状态下的电源电流也有所不同。

引脚说明

PIN	MAX5420	MAX5421	NAME	FUNCTION
1	1	VDD	正电源电压
2	2	VSS	负电源电压
3	3	GND	接地
4, 5	4, 5	D0, D1	数字控制输入，根据逻辑控制真值表设置分压比
6	8	L	电阻分压器的低端
7	9	W	电阻分压器的输出
8	10	H	电阻分压器的高端
—	6	MATCH_L	匹配电阻的低端
—	7	MATCH_H	匹配电阻的高端

详细工作原理

MAX5420/MAX5421通过数字可选的精密电阻分压器为PGA应用提供同相增益。其分压比计算公式为(Ratio = 1+frac{R{B}}{R{A}})。在不同的增益配置下，器件的电阻和阻抗特性有所不同。例如，在增益为+1的配置中，H内部连接到W，典型电阻为500Ω；在增益为2、4和8时，W处的阻抗为8kΩ，保证了良好的阻抗匹配和恒定的开关时间。

应用建议

1. 可编程增益放大器

对于高精度PGA应用，MAX5421可以利用其匹配电阻补偿运算放大器输入偏置电流引起的电压偏移。如果使用超低输入偏置电流的运算放大器，如MAX4237，则可以选择MAX5420。

2. 电源和旁路

器件可以在双±5V电源或单+5V电源下工作。对于双电源，需要用0.1μF陶瓷电容将VDD和VSS旁路到GND；对于单电源，将VSS连接到GND，并将VDD用0.1μF陶瓷电容旁路到GND。

3. 开关时间和布局

开关时间取决于W处的电容负载。为了获得最佳性能，应尽量减少电路板上W到运算放大器反相输入的走线长度，以降低寄生电容，并选择输入电容低的运算放大器。

订购信息

PART	TEMP. RANGE	PIN- PACKAGE	GAIN ACCURACY
MAX5420 AEUA	-40 ° C to +85 ° C	8 µMAX	0.025%
MAX5420BEUA	-40 ° C to +85 ° C	8 µMAX	0.09%
MAX5420CEUA	-40 ° C to +85 ° C	8 µMAX	0.5%
MAX5421 AEUB	-40 ° C to +85 ° C	10 µMAX	0.025%
MAX5421BEUB	-40 ° C to +85 ° C	10 µMAX	0.09%
MAX5421CEUB	-40 ° C to +85 ° C	10 µMAX	0.5%

总之，MAX5420和MAX5421数字可编程精密分压器在PGA应用中具有诸多优势，电子工程师在设计相关电路时可以根据具体需求合理选择和使用。大家在实际应用中有没有遇到过相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。