MAX44281 超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器 概述 优势和特性

19-6541; Rev 1; 1/13
备有评估板
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
概述
优势和特性
S 0.86mm x 0.86mm、4焊球、超薄WLP封装
MAX44281是 业 内 首 款 采 用4焊 球WLP封 装 的 运 算 放 大
器，设计用于便携式消费类产品和医疗产品。器件配置为
同相放大，增益(AV)为+1V/V、+2V/V或+10V/V。
S 100μV低输入失调电压
器件具有满摆幅输出、100μV低输入电压失调、15MHz带
宽，供电电流仅为700μA。
S 15MHz GBW，供电电流仅为700μA
器件具有关断功能，通过将VDD下拉至地进行关断；关断
期间，输入和输出均为高阻态。
S 10pA超低输入偏流
S 满摆幅输出
S 通过VDD关断输入
S 1.8V至5.5V宽电源范围
器件采用超小尺寸、0.86mm x 0.86mm、4焊球、WLP封
装，高度为0.5mm。器件工作在-40°C至+125°C温度范围。
S 提供三种增益型号

1V/V (MAX44281O)
2V/V (MAX44281V)
10V/V (MAX44281U)
应用
3G/4G手机
通用信号处理
传感器接口
笔记本电脑
便携式医疗设备
互阻放大器
定购信息在数据资料的最后给出。
电池供电设备
相关型号以及配合该器件使用的推荐产品，请参见：china.maximintegrated.
com/MAX44281.related。
功能框图
VDD
IN
VDD
MAX44281O
VDD
MAX44281V
IN
MAX44281U
IN
OUT
OUT
OUT
R
GND
9R
R
R
GND
GND
本文是英文数据资料的译文，文中可能存在翻译上的不准确或错误。如需进一步确认，请在您的设计中参考英文资料。
有关价格、供货及订购信息，请联络Maxim亚洲销售中心：10800 852 1249 (北中国区)，10800 152 1249 (南中国区)，
或访问Maxim的中文网站：china.maximintegrated.com。
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
VDD to GND.............................................................-0.3V to +6V
IN to GND.................................................................-0.3V to +6V
OUT to GND............................... (VGND - 0.3V) to (VDD + 0.3V)
Continuous Power Dissipation (TA = +70NC)
WLP (derate 9.7mW/NC above +70NC).........................303mW
Maximum Continuous Current into Any Pin....................P 20mA
Operating Temperature Range......................... -40NC to +125NC
Storage Temperature Range............................. -65NC to +150NC
Soldering Temperature (reflow).......................................+260NC
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute
maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
PACKAGE THERMAL CHARACTERISTICS (Note 1)
WLP
Junction-to-Ambient Thermal Resistance (qJA).........103°C/W
Note 1: Package thermal resistances were obtained using the method described in JEDEC specification JESD51-7, using a four-layer
board. For detailed information on package thermal considerations, refer to china.maximintegrated.com/thermal-tutorial.
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(VDD = 3.3V, VGND = 0V, RL = 10kI to VDD/2, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25NC.) (Note 1)
PARAMETER
SYMBOL
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
DC PERFORMANCE (Note 1)
Input Voltage Range (Note 3)
Gain Error
Input Offset Voltage (Note 2)
Input Offset Voltage Drift (Note 2)
VIN
GE
VOS
0.1
VDD 0.1
AV = 2V/V (MAX44281V)
0.05
(VDD 0.1)/2
AV = 10V/V (MAX44281U)
0.01
(VDD 0.1)/10
AV = 1V/V (MAX44281O)
0.01
0.02
AV = 2V/V (MAX44281V)
0.2
0.6
AV = 10V/V (MAX44281U)
0.3
0.7
AV = 1
20
100
AV = 2V/V
20
100
AV = 10V/V
20
100
2
9
1
10
VIN = 150mV,
no load
VOS - TC
Input Bias Current (Note 2)
IB
Output Short-Circuit Current
ISC
Output Voltage Low
VOL
Maxim Integrated
AV = 1V/V (MAX44281O)
TA = +25NC (Note 2)
2000
TA = -40NC to +125NC
OUT to VDD or GND
50
V
%
FV
FV/NC
pA
mA
ROUT = 10kI
0.02
ROUT = 600I
0.1
V
2
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)
(VDD = 3.3V, VGND = 0V, RL = 10kI to VDD/2, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25NC.) (Note 1)
PARAMETER
Output Voltage High
Input Voltage-Noise Density
Gain Bandwidth
Slew Rate
Capacitive Load
SYMBOL
CONDITIONS
ROUT = 10kI
VDD –
0.1
ROUT = 600I
VDD –
0.1
VOH
en
MIN
15
AV = 2V/V, f = 10kHz
19
AV = 10V/V, f = 10kHz
16
SR
No sustained oscillations
MAX
UNITS
V
AV = 1V/V, f = 10kHz
GBW
CLOAD
TYP
nV/√Hz
15
MHz
8
V/Fs
100
pF
POWER-SUPPLY CHARACTERISTICS
Power-Supply Range
Power-Supply Rejection Ratio
Supply Current
Shutdown Supply Current
Shutdown Threshold
Turn-On Time
VDD
Guaranteed by
PSRR
TA = -40NC to +125NC
1.8
5.5
TA = 0NC to +70NC
1.7
5.5
PSRR
ICC
75
VOUT = VDD/2, no load
100
700
ISHDN
VIL
tON
V
dB
1200
FA
1
FA
0.5
V
TA = +25NC
10
20
TA = -40NC to +125NC
10
30
ms
Note 1: All devices are 100% production tested at TA = +25°C. Specifications over temperature limits are guaranteed by design.
Note 2: Guaranteed by design.
Note 3: Guaranteed by gain accuracy specifications.
Maxim Integrated
3
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
典型工作特性
(TA = +25°C, unless otherwise noted.)
-20
-40
-60
PHASE
-80
-100
-120
-140
50
MAX44281V
GAIN
0
-50
PHASE
-100
50
MAX44281U
GAIN
-150
-160
MAX44281 toc01c
GAIN
GAIN (dB)/PHASE (degrees)
MAX44281O
GAIN (dB)/PHASE (degrees)
GAIN (dB)/PHASE (degrees)
0
MAX44281 toc01a
20
GAIN AND PHASE
vs. FREQUENCY (NO LOAD)
MAX44281 toc01b
GAIN AND PHASE
vs. FREQUENCY (NO LOAD)
GAIN AND PHASE
vs. FREQUENCY (NO LOAD)
0
-50
PHASE
-100
-150
-180
100
10,000
10,000
100
0.01
1
10,000
100
FREQUENCY (kHz)
GAIN AND PHASE vs. FREQUENCY
(CL = 100pF)
GAIN AND PHASE vs. FREQUENCY
(CL = 100pF)
GAIN AND PHASE vs. FREQUENCY
(CL = 100pF)
-50
PHASE
-100
MAX44281V
GAIN
-150
0
-50
PHASE
-100
-150
-200
1
100
10,000
1
100
POWER-SUPPLY REJECTION RATIO
vs. FREQUENCY
OUTPUT IMPEDANCE vs. FREQUENCY
OUTPUT IMPEDANCE (I)
-60
-80
0.01
1
100
FREQUENCY (kHz)
Maxim Integrated
10,000
-100
0.01
1
10,000
100
INPUT-REFERRED VOLTAGE-NOISE
DENSITY vs. FREQUENCY
MAX44281 toc04
100
10
1
-100
-120
PHASE
FREQUENCY (kHz)
1000
MAX44281 toc03
-40
-50
10,000
FREQUENCY (kHz)
-20
GAIN
0
-200
0.01
FREQUENCY (kHz)
0
MAX44281U
-150
-200
0.01
50
GAIN (dB)/PHASE (degrees)
0
50
1000
INPUT-REFERRED VOLTAGE-NOISE
DENSITY (nV/√Hz)
MAX44281O
MAX44281 toc02b
FREQUENCY (kHz)
GAIN (dB)/PHASE (degrees)
GAIN (dB)/PHASE (degrees)
1
FREQUENCY (kHz)
GAIN
PSRR (dB)
-200
0.01
MAX44281 toc02a
50
1
MAX44281 toc02c
-200
0.01
MAX44281O
VOUT = VDD/2
MAX44281 toc05
-200
100
10
1
0.1
0.01
1
100
FREQUENCY (kHz)
10,000
0.01
0.1
1
10
100
FREQUENCY (kHz)
4
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
典型工作特性(续)
(TA = +25°C, unless otherwise noted.)
1
100
10
1
100
10
FREQUENCY (kHz)
SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE
1
200
400
300
NO LOAD
MAX44281O
0.040
0.035
0.030
0.025
0.020
0.015
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.005
0.01
0
0
5
1
2
3
-40
10
60
110
INPUT VOLTAGE (V)
TEMPERATURE (°C)
INPUT OFFSET VOLTAGE
vs. TEMPERATURE
INPUT BIAS CURRENT
vs. INPUT VOLTAGE
OUTPUT VOLTAGE SWING HIGH
vs. TEMPERATURE
40
20
0
-20
-40
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
-80
0.5
10
60
TEMPERATURE (°C)
Maxim Integrated
110
3.299
3.298
3.297
3.296
3.295
3.294
3.293
3.292
3.291
3.290
0
-40
3.300
MAX44281 toc14
4.0
-60
-100
NO LOAD
MAX44281O
4.5
OUTPUT VOLTAGE SWING HIGH (V)
60
5.0
MAX44281 toc13
SUPPLY VOLTAGE (V)
VIN = 150mV
NO LOAD
80
0
0
INPUT BIAS CURRENT (pA)
100
4
NO LOAD
0.09
100
3
110
GAIN ACCURACY vs. TEMPERATURE
0.10
0.010
2
60
TEMPERATURE (°C)
0.045
200
1
10
-40
100
10
GAIN ACCURACY (%)
500
MAX44281 toc08
300
GAIN ACCURACY vs. INPUT VOLTAGE
GAIN ACCURACY (%)
600
MAX44281 toc12
SUPPLY CURRENT (µA)
0.1
0.050
MAX44281 toc09
VIN = VDD /2
NO LOAD
0
INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
400
FREQUENCY (kHz)
800
700
500
0
0.01
MAX44281 toc10
0.1
600
100
1
0.01
VIN = VDD /2
NO LOAD
700
MAX44281 toc11
10
MAX44281U
VOUT = VDD/2
SUPPLY CURRENT (µA)
100
800
MAX44281 toc07
MAX44281V
VOUT = VDD/2
SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE
1000
INPUT-REFERRED VOLTAGE-NOISE
DENSITY (nV/√Hz)
INPUT-REFERRED VOLTAGE-NOISE
DENSITY (nV/√Hz)
1000
INPUT-REFERRED VOLTAGE-NOISE
DENSITY vs. FREQUENCY
MAX44281 toc06
INPUT-REFERRED VOLTAGE-NOISE
DENSITY vs. FREQUENCY
0.1
1.1
2.1
INPUT VOLTAGE (V)
3.1
-40
10
60
110
TEMPERATURE (°C)
5
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
典型工作特性(续)
(TA = +25°C, unless otherwise noted.)
OUTPUT VOLTAGE SWING LOW
vs. TEMPERATURE
0.006
0.004
0.002
350
CAPACITIVE LOAD (pF)
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
10
60
-40
TEMPERATURE (°C)
10
60
150
STABLE
REGION
1k
100
110
10k
SMALL-SIGNAL STEP RESPONSE
vs. TIME
MAX44281 toc18
MAX44281 toc19
14
12
INPUT
50mV/div
VCC /2
STABLE
REGION
10
100k
RESISTIVE LOAD (I)
TEMPERATURE (°C)
ISOLATION RESISTANCE
vs. CAPACITIVE-LOAD STABILITY
ISOLATION RESISTANCE (Ω)
200
0
1.0
110
UNSTABLE
REGION
250
50
1.1
-40
300
100
1.2
0
MAX44281 toc17
1.9
SUPPLY VOLTAGE (V)
0.008
400
MAX44281 toc16
2.0
MAX44281 toc15
OUTPUT VOLTAGE SWING LOW (V)
0.010
CAPACITIVE-LOAD STABILITY
vs. RESISTIVE LOAD
MINIMUM OPERATING VOLTAGE
vs. TEMPERATURE
8
UNSTABLE
REGION
6
OUTPUT
50mV/div
VCC /2
4
2
0
0
500
1000
1500
1µs/div
2000
LOAD CAPACITANCE (pF)
INPUT OFFSET VOLTAGE
vs. TEMPERATURE
LARGE-SIGNAL STEP RESPONSE
vs. TIME
MAX44281 toc20
VIN = 100mVP-P
90
INPUT
500mV/div
VCC /2
OUTPUT
500mV/div
VCC /2
OVERSHOOT (%)
80
MAX44281 toc21
100
NEGATIVE
OVERSHOOT
70
60
50
40
POSITIVE
OVERSHOOT
30
20
10
0
1µs/div
0
100
200
300
400
500
600
CLOAD (pF)
Maxim Integrated
6
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
焊球配置
TOP VIEW
(BUMPS ON BOTTOM)
MAX44281
1
2
A
IN
VDD
B
GND
OUT
+
WLP
焊球说明
焊球
名称
A1
IN
功能
输入。
A2
VDD
正电源电压。
B1
GND
地。
B2
OUT
输出。
Maxim Integrated
7
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
详细说明
满摆幅输出级
MAX44281是宽带、低功耗运算放大器，采用业内最小的
4焊球WLP封装。器件集高精度、低噪声及低功耗于一体，
理想用于便携式消费电子产品和医疗设备，支持各种传感
器接口应用。
关断模式
MAX44281具有关断功能，通过将VDD下拉至地进行关断；
关断期间，输入和输出均为高阻态。MAX44281进入关断
模式后，输入和输出均进入高阻态。由于通过将电源电压
降低到0.5V以下触发关断，输出端的ESD保护二极管限制
了高阻输出电压的范围。图2中的二极管D2连接在放大器
输出和VDD之间，如果关断模式下输出电压过高，则二极
管正偏。二极管与低电压关断功能相结合，将高阻输出范
围有效地限制在地电压加/减二极管电压(约≤ 0.6V)。
MAX11645 ADC驱动器
MAX44281的 微 小 尺 寸 和 低 噪 声 特 性 使 其 非 常 适 合 驱
动空间受限应用中的12-16位分辨率ADC。典型应用电
路 中，MAX44281放大器输出连接到低通滤波器，驱动
MAX11645 ADC。MAX11645为3V供 电、12位、 双 通 道
ADC。
MAX11645的采样率高达94ksps，测量两路单端输入或一
路差分输入。ADC在最大采样率时消耗电流670μA，1ksps
时仅消耗6μA电流，关断时电流损耗0.5μA。MAX11645
ADC采用超小尺寸、1.9mm x 2.2mm WLP和μMAX-8封
装，非常适合在便携应用中与MAX44281放大器配合使用。
需要较高分辨率时，请参考MAX1069 (14位)和MAX1169
(16位)ADC系列。
VDD
驱动电容负载
在很多运算放大器中，驱动电容负载会造成不稳定，尤其
是低静态电流运放。MAX44281可以稳定驱动高达400pF
的容性负载。在输出和负载电容之间增加一个串联电阻隔
离负载电容与运算放大器的输出，有助于改善电路的响应
特性，详细信息请参见典型工作特性 部分的隔离电阻与电
容负载稳定性关系图。
C
VDD
R1
IN
VIN
MAX44281
OUT
R2
VOUT
应用信息
MAX44281具有低输入失调电压和低偏置电流，理想工作
在单电源供电的直流信号放大。而其宽带、低噪声特性，
又使其非常适合交流应用。图1所示电路中，通过简单增
加两个外部电阻R1和R2，可支持交流耦合设计。这些电
阻将输出偏置电压设置在电源中点。R1和R2阻值取决于
器件的增益选项，公式如下：
GND
图1. 在交流耦合应用中如何使用MAX44281
VDD
VDD x (R2/(R1 + R2)) = VDD/(2 x AV)
D2
OUT
D1
GND
图2. 输出ESD保护二极管
Maxim Integrated
8
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
典型应用电路
15nF
+5V
2.4kI
22kI
MAX44281
10kI
330pF
3.3nF
CORNER FREQUENCY = 10kHz
ADC
MAX11645
SALLEN-KEY FILTER
WLP应用信息
关于WLP结构、尺寸、载带信息、PCB工艺、焊球布局以
及推荐的回流温度特性的最新详细应用信息，以及可靠性
测试结果的最新信息，请参见应用笔记1891《晶圆级封装
(WLP)及其应用》。
封装信息
如需最近的封装外形信息和焊盘布局(占位面积)，请查询china.
maximintegrated.com/packages。请注意，封装编码中的
“+”
、
“#”或
“-”仅表示RoHS状态。封装图中可能包含不同的尾缀字符，
但封装图只与封装有关，与RoHS状态无关。
封装类型
4 WLP
封装编码
N40A0-1
外形编号
焊盘布局编号
21-0612
参考
应用笔记1891
定购信息
器件
温度
范围
引脚-封装
功能
MAX44281OANS+T
-40NC至
+125NC
4 WLP
Noninverting,
AV = 1V/V
MAX44281VANS+T
-40NC至
+125NC
4 WLP
Noninverting,
AV = 2V/V
MAX44281UANS+T
-40NC至
+125NC
4 WLP
Noninverting,
AV = 10V/V
+表示无铅(Pb)/符合RoHS标准的封装。
Maxim Integrated
9
MAX44281
超小尺寸、超薄、4焊球运算放大器
修订历史
修订号
修订日期
说明
0
12/12
最初版本。
1
1/13
修改典型工作特性，发布MAX44281O。
修改页
—
5, 6, 9
Maxim北京办事处
北京8328信箱 邮政编码100083
免费电话：800 810 0310
电话：010-6211 5199
传真：010-6211 5299
Maxim不对Maxim产品以外的任何电路使用负责，也不提供其专利许可。Maxim保留在任何时间、没有任何通报的前提下修改产品资料和规格的权利。电气
特性表中列出的参数值(最小值和最大值)均经过设计验证，数据资料其它章节引用的参数值供设计人员参考。
Maxim Integrated 160 Rio Robles, San Jose, CA 95134 USA 1-408-601-10 00
10
© 2013 Maxim Integrated
Maxim标志和Maxim Integrated是Maxim Integrated Products, Inc.的商标。