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80μA超低功耗+轨至轨!CBM6001单通道运放:传感器接口与便携式设备的优选方案

18小时前
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工业控制、环境与气体传感、便携式仪表及嵌入式终端等应用场景中,模拟信号链长期处于一种稳定却受限的工程环境:供电电压持续向低压与单电源方向集中,系统功耗预算愈发紧张,信号频率和精度需求维持在中低水平,然而对系统稳定性、抗干扰能力以及量产一致性的要求却不断提高。CBM6001正是针对这一系列情况推出的一款CMOS单通道运算放大器,其设计目标是为中低频、低功耗、规模化应用提供可预期且易落地的模拟放大方案。

一、供电与功耗:面向电源受限系统的基础能力

芯佰微 CBM6001支持2.1V~6.0V的宽电源电压范围,覆盖单节锂电池、3.3V与5V工业电源等主流供电架构。在此范围内,其每通道静态电流典型值仅为80µA。

这一功耗水平所具备的工程意义在于:

能够在多通道系统中显著降低模拟前端的功耗占比

MCU无线模块等高动态功耗单元腾出能耗预算

适用于长期上电或对待机时间要求较高的系统架构

同时,器件提供最高100dB的电源抑制比(PSRR),在电源纹波、负载扰动较明显的系统环境中,有助于减轻对外部电源滤波与隔离设计的依赖。

二、输入特性:高阻抗与真实接地感应能力

CBM6001采用CMOS输入结构,其输入偏置电流处于pA级,因此适合直接与高源阻抗信号接口配合使用,进而降低由输入偏置引起的系统误差。

其输入共模电压范围可覆盖并略微超出电源轨(约±100mV),这在工程上带来两个直接收益:

支持真实的地电位感应,无需额外负电源

在低压供电条件下,仍可完整处理接近电源轨的输入信号

在失调性能方面,CBM6001的输入失调电压典型值为±0.5mV,温度漂移为2µV/°C。这一指标组合适合对mV级精度有要求、但不需要零漂架构的通用测量与控制系统,在成本、功耗与精度之间形成合理平衡。

三、动态性能:针对中低频闭环应用的可控带宽

CBM6001的增益带宽积为1MHz,压摆率为0.7V/µs。从系统设计角度看,这一性能组合明确指向:

中低频信号调理

有源滤波

缓冲与放大级应用

在典型闭环增益条件下,CBM6001可提供可预测的频率响应相位裕度(典型相位裕度60°),有利于缩短稳定性验证周期,降低补偿网络的设计复杂度。

这种参数取向并非追求高速,而是为以宽应用覆盖面和稳定性为优先的系统设计划定明确边界,便于工程师在选型阶段快速判断其适用性。

四、输出能力:轨到轨输出与负载适应性

CBM6001采用轨到轨输出结构,在10kΩ负载条件下,输出摆幅可接近电源轨,典型值为3mV,最大值为15mV。这一能力在低电压系统中尤为关键,可:

提升ADC的可用输入动态范围

减少系统对额外电压提升或偏置电路的依赖

同时,器件具备超过100mA的输出短路电流能力,并在参数手册中明确说明其对电容性负载的驱动特性。在大电容负载场景下,通过合理配置输出串联电阻,能够在稳定性与响应速度之间实现工程可控的折中。

五、噪声与失真:满足通用信号质量需求

在噪声性能方面,CBM6001的输入电压噪声密度为27nV/√Hz(1kHz),低频噪声(0.1Hz~10Hz)为8µVpp。该性能水平符合低功耗CMOS运放的典型特征,适用于多数传感器接口以及控制类信号调理应用。

在1kHz、单位增益、2kΩ负载条件下,其总谐波失真加噪声(THD+N)为0.003%,这一指标表明设备具有较高的保真度和信号纯度,能够满足一般模拟信号链对失真控制的工程要求。

六、封装与可靠性:面向量产与环境适应性

CBM6001提供SOT23-5、SOP-8、SC70-5等主流封装形式,能够充分覆盖高密度PCB与传统工业板级的设计需求。其工作温度范围为–40°C~+125°C,存储温度达–65°C~+150°C,适用于工业及车规周边环境的长期运行场景。

典型应用场景

CBM6001可广泛应用于多种通用模拟前端应用,具体包括但不限于:

在工业与环境监测领域,用于温度、气体、压力等传感器信号的缓冲与放大;

在便携式仪表与电池供电设备中,用作低功耗模拟信号调理单元;

嵌入式系统中,作为ADC输入级、DAC输出缓冲或简单有源滤波电路

在消费及工业控制类产品中,承担稳定、可预期的通用运算放大功能。

芯佰微

芯佰微

芯佰微电子(北京)有限公司成立于2014年,本着以:“为客户创造价值,就是我们存在的价值“的理念,”专芯发展“ ”用芯服务“ ”创芯未来“的创业宗旨,经过多年的发展,2016年获得高新技术企业证书,2017年获得中关村高新技术企业证书并加入半导体协会。现累计申请布图专利超过40项。充足的资金实力和雄厚的技术实力使得芯佰微电子自主研发并成功面市的产品迅速增加,目前已达11大类300余款,全部符合欧盟RoHS标准以及绿色环保标准。已经研发的主要产品为放大器、接口电路、电源管理,时间数字转换器、DAC数模转换、ADC模数转换等。

芯佰微电子(北京)有限公司成立于2014年,本着以:“为客户创造价值,就是我们存在的价值“的理念,”专芯发展“ ”用芯服务“ ”创芯未来“的创业宗旨,经过多年的发展,2016年获得高新技术企业证书,2017年获得中关村高新技术企业证书并加入半导体协会。现累计申请布图专利超过40项。充足的资金实力和雄厚的技术实力使得芯佰微电子自主研发并成功面市的产品迅速增加,目前已达11大类300余款,全部符合欧盟RoHS标准以及绿色环保标准。已经研发的主要产品为放大器、接口电路、电源管理,时间数字转换器、DAC数模转换、ADC模数转换等。收起

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