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CA3140BS 发布时间 时间:2025/10/10 20:05:05 查看 阅读:19

CA3140BS是一款高输入阻抗、高速BiMOS运算放大器,采用PMOS晶体管与双极型晶体管相结合的工艺技术制造,属于Intersil公司(现为Renesas Electronics的一部分)生产的CA3140系列运算放大器的变种之一。该器件结合了双极型输入级的低输入偏置电流和PMOS输出级的高驱动能力,适用于对输入阻抗、带宽和响应速度有较高要求的模拟信号处理场合。CA3140BS特别适合在单电源或双电源供电系统中使用,其输入共模电压范围可低至负电源轨,输出则能接近地电平摆动,使其在传感器接口、有源滤波器、比较器、峰值检测电路以及精密信号调理等应用中表现出色。
  该芯片封装形式为14引脚DIP(双列直插式封装)或SOIC(小外形集成电路封装),其中‘BS’后缀通常表示其为表面贴装版本(如SO-14封装),便于现代自动化贴片生产。CA3140BS具有内部频率补偿功能,确保在大多数闭环应用中稳定工作而无需外接补偿元件。此外,它还具备良好的温度稳定性与抗噪性能,能够在较宽的工业级温度范围内可靠运行。

参数

类型:BiMOS运算放大器
  通道数:1
  增益带宽积(GBW):4.5 MHz
  转换速率(Slew Rate):9 V/μs
  输入偏置电流:50 pA(典型值)
  输入失调电压:2 mV(最大值)
  输入阻抗:约1.5 TΩ(并联1.5 pF)
  输出电压摆幅:接近地电平(Rail-to-Rail Output)
  供电电压范围:单电源4.5V~36V 或 双电源±2.25V~±18V
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  封装形式:SO-14(Surface Mount)
  单位增益稳定:是
  静态电流:典型6 mA

特性

CA3140BS的核心优势在于其采用BiMOS工艺实现的极高输入阻抗和极低输入偏置电流。其输入级由一对P沟道MOSFET构成差分对,使得输入偏置电流典型值仅为50 pA,远低于传统双极型运放(如741或LM358)。这一特性使其非常适合用于高阻抗信号源的放大,例如光电二极管、压电传感器、pH探头等微弱电流信号检测场景。由于输入阻抗高达1.5 TΩ,并联电容仅1.5 pF,因此即使在高频下也能保持良好的信号完整性,减少因输入负载效应导致的信号衰减。
  该器件具有出色的动态性能,增益带宽积达到4.5 MHz,转换速率为9 V/μs,支持较快的信号响应,在脉冲放大、视频信号处理及快速比较器电路中表现优异。同时,CA3140BS可在单电源低至4.5V条件下正常工作,输出能够驱动至接近地电平(典型负载下),这使其成为电池供电便携设备中的理想选择。其输出级设计允许直接驱动50 Ω或更高阻抗负载,具备较强的负载驱动能力。
  另一个关键特性是其输入共模电压范围包含负电源轨(即零伏),这意味着当用作单电源放大器时,输入信号可以从0V开始,无需额外偏置电路即可处理接近地电平的信号。这种“输入低端扩展”能力大大简化了单电源系统的前端设计。此外,芯片内置相位补偿电容,保证在单位增益配置下稳定工作,避免振荡问题,提升了设计鲁棒性。
  CA3140BS还具备良好的抗干扰能力和温度稳定性,在工业环境下的长期运行中仍能保持参数一致性。其静电放电(ESD)保护结构增强了器件在实际装配和使用过程中的可靠性。尽管不支持真正的轨到轨输入输出(仅输出近地),但在许多中等精度、高输入阻抗的应用中,其综合性能优于通用运放。

应用

CA3140BS广泛应用于需要高输入阻抗和低输入电流的精密模拟电路中。一个典型应用场景是作为光电探测器或光敏二极管的跨阻放大器(TIA),在此类电路中,微弱的光电流必须被精确转换为电压信号,而极低的输入偏置电流可以显著降低暗电流误差,提高信噪比。此外,它常用于构建有源滤波器,尤其是高阶低通或带通滤波网络,利用其宽带宽和稳定性来实现陡峭的滚降特性。
  在测试与测量仪器中,CA3140BS可用于构建积分器、采样保持电路(Sample-and-Hold)和峰值检测器,其低偏置电流确保了电容上存储电压的长时间保持能力,减少了泄漏引起的误差。在音频处理领域,它可用于前置放大器或缓冲级,特别是在高阻抗麦克风或拾音器接口中发挥优势。
  该器件也适合作为电压比较器使用,尤其是在需要低输入电流和快速响应的场合。通过合理设计迟滞回路,可构建抗噪声能力强的窗口比较器或过零检测电路。在电源管理系统中,可用于电池电压监测、充电控制逻辑等模拟前端处理环节。
  其他应用还包括函数发生器、模拟计算电路、医疗传感器信号调理模块以及工业过程控制系统中的信号隔离与放大单元。由于其可在单电源下工作,因此在嵌入式系统、数据采集模块和便携式电子设备中具有较高的实用性。

替代型号

CA3140E\nCA3140\nLF347\nTL081\nMC14573

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