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ULD5131 发布时间 时间:2025/12/27 9:03:07 查看 阅读:17

ULD5131是一款由意法半导体(STMicroelectronics)推出的低电压、低功耗运算放大器,专为便携式和电池供电设备设计。该器件在单电源供电下工作,具有轨到轨输入和输出(Rail-to-Rail Input/Output, RRIO)特性,能够在接近电源电压的范围内处理信号,从而最大化动态范围,适用于高精度模拟信号调理应用。ULD5131采用微型封装,如SOT-23或SC70等小尺寸封装形式,适合空间受限的应用场景,例如可穿戴设备、便携式医疗仪器和工业传感器接口电路。该运放具备低静态电流消耗,典型值仅为几十微安,使其在需要延长电池寿命的系统中表现出色。此外,其单位增益稳定的设计简化了外部补偿网络的设计难度,用户可在电压跟随器、同相/反相放大器、滤波器等常见配置中直接使用。ULD5131还具备良好的失调电压性能和低温漂特性,确保在宽温度范围内保持信号处理的准确性。该器件符合RoHS环保标准,并通过了多项工业级可靠性测试,适用于消费电子、工业控制和物联网节点等多种应用场景。

参数

型号:ULD5131
  制造商:STMicroelectronics
  通道数:1
  电源电压(单电源):1.8V 至 5.5V
  静态电流(每通道):典型值 60 μA
  输入偏置电流:典型值 1 pA
  增益带宽积(GBW):300 kHz
  压摆率(Slew Rate):0.15 V/μs
  输入失调电压:典型值 1 mV
  失调电压温漂:典型值 5 μV/°C
  共模抑制比(CMRR):90 dB
  电源抑制比(PSRR):90 dB
  工作温度范围:-40°C 至 +125°C
  封装类型:SOT-23-5、SC70-5
  输出类型:轨到轨
  输入类型:轨到轨

特性

ULD5131的核心优势之一是其超低功耗特性,静态电流仅为60μA左右,使其非常适合用于对能效要求极高的电池驱动系统,例如无线传感器网络、智能手表和便携式健康监测设备。这种低功耗设计不仅延长了设备运行时间,还有助于减少热损耗,提高系统稳定性。该器件在低电源电压下仍能保持良好性能,支持从1.8V起的工作电压,兼容现代低电压逻辑系统,如3.3V或1.8V供电的MCU和ADC前端信号调理。
  另一个关键特性是其轨到轨输入和输出能力。这意味着输入共模电压范围可以扩展至电源轨以下约100mV,而输出在负载较轻时也能非常接近正负电源电压,显著提升了在低压系统中的可用动态范围。对于需要处理微弱信号或进行精确电平偏移的应用来说,这一特性至关重要。例如,在心率传感器或压力传感器信号放大中,能够充分利用电源范围意味着更高的信噪比和测量精度。
  尽管增益带宽积仅为300kHz,压摆率为0.15V/μs,表明它并非高速运放,但这一性能水平足以满足大多数低频信号处理需求,如直流耦合放大、低通滤波、电桥信号调理等。同时,较低的带宽有助于抑制高频噪声,提升系统的抗干扰能力。其单位增益稳定结构允许在增益为1的配置下可靠工作,无需额外相位补偿,简化了设计流程。
  该器件还具备出色的直流精度指标。输入失调电压典型值为1mV,最大值在常温下为3mV,结合5μV/°C的温漂系数,保证了在不同环境温度下的测量一致性。这对于长期运行且无人值守的远程监控设备尤为重要。此外,高达90dB的共模抑制比和电源抑制比有效抑制了来自电源波动或共模干扰的影响,增强了信号链的鲁棒性。
  ULD5131采用小型化封装,如SOT-23-5和SC70-5,节省PCB面积,便于高密度布局,尤其适合微型化电子产品。其制造工艺基于先进的CMOS技术,具备极低的输入偏置电流(典型值1pA),适用于高阻抗源信号放大,如光电二极管前置放大或pH探头接口。综合来看,ULD5131是一款兼顾低功耗、高精度与小尺寸的理想选择,广泛应用于对体积和能耗敏感的嵌入式模拟前端设计中。

应用

ULD5131广泛应用于各类低功耗、小型化的模拟信号处理场景。典型应用包括便携式医疗设备中的生物电信号采集前端,如心电图(ECG)、脉搏血氧仪(SpO2)和体温监测模块,其中需要对微弱生理信号进行低噪声、高精度放大。由于其轨到轨输入输出特性和低失调电压,能够有效捕捉接近地电平的小幅信号,避免信号截断或失真。
  在工业传感器领域,ULD5131常用于电阻式传感器(如应变片、RTD)或电容式传感器的信号调理电路中,作为差分放大器或仪表放大器的组成部分,实现对电桥输出的线性放大。其低功耗特性也使其适用于远程无线传感节点,配合低功耗MCU和射频模块构建长时间运行的IoT终端设备。
  消费类电子产品中,该运放可用于触摸屏控制器的模拟前端、环境光传感器信号处理、音频前置放大等场合。在电池管理系统(BMS)中,也可用于电流检测放大器或电压监测单元,提供稳定的偏置和放大功能。
  此外,由于其高输入阻抗和低输入偏置电流,ULD5131适合用于光电探测器(如光电二极管或光电晶体管)的跨阻放大器(Transimpedance Amplifier, TIA)设计,广泛应用于红外遥控接收、烟雾检测和光强度测量等应用。其小型封装也有利于集成在紧凑型模块中,如智能标签、可穿戴贴片设备和微型数据记录仪。总之,任何需要在有限电源条件下实现精确模拟信号放大的场合,ULD5131都是一个可靠且高效的选择。

替代型号

TLV2461
  LMP7704-1
  MAX407
  NCS20071
  MCP6001

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