CMOS-Operationsverstärker MCP601 bis MCP6144
Die MCP601/2/3/4, MCP606/7/8/9, MCP6002/4, MCP6041/2/3/4 und MCP6141/2/3/4 sind integrierte CMOS-Operationsverstärker:
- CMOS-Eingänge
- eine einfache Versorgung bis 6 V
- sehr geringe Leistungsaufnahme
- Rail-to-Rail-Ausgänge
Übersicht
Die verschiedenen Typen MCP6xy:
- x ist der Typ.
- y ist die Anzahl der Verstärker in einem Gehäuse.
| Typ | x | |
| MCP601/2/3/4 | 0 | Rail-to-Rail-Ausgang und Einfachversorgung von 2,7 V bis 6,0 V |
| MCP606/7/8/9 | 0 | Rail-to-Rail-Ausgang und Einfachversorgung von 2,5 V bis 6,0 V mit geringerer Leistungsaufnahme |
| MCP6002/4 | 00 | Rail-to-Rail-Eingang und -Ausgang mit sehr geringer Leistungsaufnahme |
| MCP6041/2/3/4 | 04 | Rail-to-Rail-Eingang und -Ausgang mit sehr geringer Leistungsaufnahme |
| MCP6141/2/3/4 | 14 | Rail-to-Rail-Eingang und -Ausgang nicht für Verstärkung 1 mit sehr geringer Leistungsaufnahme |
| y | enthaltene Verstärker | Gehäuse |
| 1 | 1 Verstärker | DIL-8 |
| 2 | 2 Verstärker | DIL-8 |
| 3 | 1 Verstärker mit CS | DIL-8 |
| 4 | 4 Verstärker | DIL-14 |
| 6 | 1 Verstärker | DIL-8 |
| 7 | 2 Verstärker | DIL-8 |
| 8 | 1 Verstärker mit CS | DIL-8 |
| 9 | 4 Verstärker | DIL-14 |
- Die MCP6xy sind auch im SMD-Gehäuse erhältlich.
Symbol
x bezeichnet den Typ, z. B. MCP601, MCP606, MCP6002, MCP6041, MCP6141.
y bezeichnet die Variante, z. B. MCP601, MCP602, MCP603 oder MCP604.
Für die MCP606/7/8/9 gelten folgende Bezeichnungen:
| Typ | Symbol |
| MCP606 | MCP6x1 |
| MCP607 | MCP6x2 |
| MCP608 | MCP6x3 |
| MCP609 | MCP6x4 |
Maximale Betriebsdaten
| Maximale Versorgungsspannung zwischen U- und U+ | 7 V |
| Maximaler Strom (Versorgung/Ausgänge) | 30 mA |
| Maximale Eingangsspannung für den Verstärker | -1 V bis Uv +1 V |
| Maximale Eingangsspannung für die Logik | -0,3 V bis Uv +0,3 V |
| Maximaler Eingangsstrom | ±2 mA |
| Betriebstemperatur | 0 °C bis 85 °C |
| Diese Grenzwerte dürfen nicht überschritten werden. | Siehe: Betriebsdaten und Grenzdaten |
Gehäuse
Die MCP6xy mit einem oder zwei Verstärkern (y=1,2,3,6,7,8) haben ein DIL-8-Gehäuse.
Die MCP6xy mit vier Verstärkern (y=4,9) haben ein DIL-14-Gehäuse.
Eigenschaften
- Alle MCP6xy arbeiten mit einer einfachen Versorgungsspannung.
- Die maximale Versorgungsspannung beträgt 6 V.
- Die minimale Versorgungsspannung ist typabhängig (1,4 V bis 2,7 V).
- Alle MCP6xy haben einen symmetrischen Rail-to-Rail-Ausgang.
- Die Ausgangsspannung wird nicht invertiert, wenn ein Eingang die Versorgungsspannung (Uv oder 0 V) überschreitet.
- Die maximal erreichbare Ausgangsspannung hängt von der Last am Ausgang ab.
- Bei einer Last von 0,3 mA erreicht die Ausgangsspannung fast 0 V (+25 mV) oder Uv (-25 mV). Bei 10 mA sind es 300 mV.
- Alle MCP6xy haben einen CMOS-Eingang mit einem Eingangsstrom von 1 pA bei 25 °C und 20 pA bei 85 °C.
- Die maximale Eingangsspannung darf zwischen -0,3 V und Uv + 0,3 V liegen.
- Die maximal verarbeitbare Eingangsspannung ist typabhängig und kann zwischen -0,1 V und Uv - 1,2 V oder -0,1 V und Uv + 0,1 V liegen.
- MCP6002/4, MCP6041/2/3/4 und MCP6141/2/3/4 haben einen Eingangsspannungsbereich von -0,1 V bis Uv + 0,1 V (Rail-to-Rail-Eingang).
- Wird der Eingangsspannungsbereich geringfügig (<0,1 V) überschritten, arbeiten die Operationsverstärker noch korrekt, aber der Eingangsstrom steigt stark an, bis auf das 100.000-fache.
- Der Ausgang der MCP6xy ist symmetrisch.
- Der Versorgungsstrom ist gering (< 220 µA pro Verstärker) und ist typabhängig.
- Die MCP603, MCP608, MCP6043 und MCP6143 enthalten einen Verstärker mit einem CMOS-Logikeingang CS mit Schmitt-Trigger-Charakteristik, mit dem der Verstärker deaktiviert werden kann (CS = 1).
- Der Ausgang des deaktivierten Verstärkers ist hochohmig. Der Ausgangsstrom ist typabhängig und liegt zwischen 20 pA und 10 nA. Der deaktivierte Verstärker benötigt einen geringeren Ruhestrom.
- Die maximale Betriebsfrequenz ist typabhängig.
- Alle MCP6xy außer MCP6141/2/3/4 können mit einer Verstärkung von 1 betrieben werden.
- Die MCP6141/2/3/4 dürfen nicht mit einer Verstärkung kleiner als 10 und als Integrator betrieben werden.
- Bei den MCP6141/2/3/4 erfolgt keine Phasenumkehr, wenn die Eingangsspannungen die Versorgungsspannung Uv+ oder Uv- überschreiten.
| Typ | Uvmin | Iv | Uoff | Ueinmax | Rail-to-Rail | fmax | GBWP |
| MCP601/2/3/4 | 2,7 V | 230 µA | ±2 mV | -0,1 V bis Uv - 1,2 V | Aus | 3 kHz | 2,8 MHz |
| MCP606/7/8/9 | 2,5 V | 19 µA | ±250 µV | -0,1 V bis Uv - 1,2 V | Aus | 100 Hz | 155 kHz |
| MCP6002/4 | 1,8 V | 100 µA | ±4,5 mV | -0,1 V bis Uv + 0,1 V | Ein/Aus | 1 kHz | 1 MHz |
| MCP6041/2/3/4 | 1,4 V | 0,6 µA | ±3 mV | -0,1 V bis Uv + 0,1 V | Ein/Aus | 10 Hz | 14 kHz |
| MCP6141/2/3/4 | 1,4 V | 0,6 µA | ±3 mV | -0,1 V bis Uv + 0,1 V | Ein/Aus | 100 Hz | 100 kHz |
| Uvmin | Minimale Versorgungsspannung |
| Iv | Versorgungsstrom |
| Uoff | Offsetspannung |
| Ueinmax | Maximale verarbeitbare Eingangsspannung |
| %fmax | Maximale verarbeitbare Frequenz |
| GBWP | Verstärkungs-Bandbreite-Produkt |
Der Versorgungsstrom versteht sich pro Verstärker.
Eingänge der MCP6xy
Um unerwünschte Effekte und Störungen zu vermeiden, sind einige Regeln zu beachten.
- Die MCP6xy besitzen CMOS-Eingänge. Der Strom in den Eingängen ist mit 1 pA bei 25 °C und 20 pA bei 85 °C sehr gering.
- Die maximale Eingangsspannung, bei der die Operationsverstärker noch korrekt arbeiten, ist zu beachten.
- Für die MCP601/2/3/4 und MCP606/7/8/9 beträgt diese -0,1 V bis Uv - 1,2 V.
- Die MCP6041/2/3/4, MCP6002/4 und MCP6141/2/3/4 haben Rail-to-Rail-Eingänge, d. h., Eingangsspannungen zwischen -0,1 V und Uv + 0,1 V werden verarbeitet.
- Nicht benutzte Eingänge sollten nicht offengelassen werden.
- Die Eingangsspannungen dürfen um 0,3 V unter- bzw. überschritten werden.
- Wird der Eingangsspannungsbereich unter- bzw. überschritten, erhöht sich der Eingangsstrom erheblich.
- Der Eingangsstrom kann bei -0,1 V mehr als 100-mal so hoch sein wie bei 0 V. Das sind 100 pA gegenüber 1 pA.
- Der Eingangsstrom kann bei -0,3 V mehr als zehntausendmal so hoch sein wie bei 0 V. Das sind 100 nA gegenüber 1 pA.
- Die Eingänge sind gegen zu hohe positive und negative Spannungen geschützt. Der Strom muss auf ±2 mA begrenzt werden. Ein Widerstand von 12 kΩ oder mehr schützt die Eingänge, wenn die Eingangsspannung unter 5 V liegt.
- Die Offsetspannung ist typabhängig und liegt zwischen 250 µV und 4,5 mV.
Die MCP6xy sind empfindlich gegen elektrostatische Entladungen.
Bitte Vorsicht elektrostatische Entladung beachten.
- Die Eingänge der MCP6xy sind gegen elektrostatische Entladung und Überspannungen geschützt. Siehe: Linear-CMOS-Schutzschaltung
Regeln
- MCP6xy können mit einer einfachen Versorgungsspannung von 5 V betrieben werden.
- Die Eingangsspannung kann bei jeder Versorgungsspannung 0 V betragen.
- Sie sollte Uv- - 0,1 V (-0,3 V) nicht unterschreiten.
- Die Eingangsspannung der MCP601/2/3/4 und MCP606/7/8/9 sollte nicht höher als 1,2 V unter Uv+ sein.
- Die Ausgangsspannung erreicht 0 V und Uv (Rail-to-Rail-Ausgang).
- Der Ausgang kann dauerhaft gegen Minus kurzgeschlossen werden.
- Dies kann jedoch zu Überhitzung führen.
- Der Eingangsstrom ist mit ~1 pA sehr gering.
- Nicht benutzte Eingänge dürfen nicht offen sein.
- Die Offsetspannung ist kleiner als 4,5 mV oder sogar unter 0,25 mV.
- Die Verstärkung mit Rückkopplung sollte kleiner als 100 sein.
- Beim MCP6141/2/3/4 darf die Verstärkung mit Rückkopplung nicht kleiner als 10 sein.
- Nicht benutzte Eingänge sollten nicht offengelassen werden.
Rail-to-Rail-Eingangsstufen
Die MCP6002/4, MCP6041/2/3/4 und MCP6141/2/3/4 mit Rail-to-Rail-Eingängen verwenden zwei parallel geschaltete CMOS-Eingangsstufen.
Eine Eingangsstufe arbeitet bei einer niedrigen Gleichtakt-Eingangsspannung Ucm, während die andere bei einer hohen Gleichtakt-Eingangsspannung arbeitet.
Mit dieser Topologie arbeiten die Bausteine mit einer Gleichtakt-Eingangsspannung von -0,3 V bis zu Uv + 0,3 V.
- Bei den MCP6002/4 erfolgt der Übergang zwischen den beiden Eingangsstufen bei Ucm = Uv - 1,1 V.
- Bei den MCP6141/2/3/4 gibt es zwei Übergänge. Der erste erfolgt bei Ucm = 0,4 V und der zweite bei Ucm = Uv - 0,5 V.
Für geringe Verzerrungen und gute Linearität der Verstärkung sollte dieser Bereich bei nicht invertierender Verstärkung vermieden werden.