česky english Vítejte, dnes je úterý 05. březen 2024

Teplota nevadí. OZ od ST si zachovají tvář do +175 °C

DPS 1/2024 | Články
Autor: Ing. Jan Robenek
teplota nevadí.jpg

Integrované obvody běžně počítají s -40 °C, přičemž ty „lepší“ si laťku ještě sníží o dalších patnáct stupňů. Mnohem zajímavější situace však nastává při opačných extrémech, které v praxi tak často sledujeme.

Jednou to bude s přehledem +125 °C a jindy možná i sto padesát. Z tohoto pohledu představuje +175 °C již docela vysokou metu, i když stále ne tu nejvyšší. Součástky zde musí každopádně stále pracovat spolehlivě a mnohdy i s požadavky na vysokou přesnost, resp. stabilitu. V případě měřicích aplikací s operačními zesilovači, které v takto náročných podmínkách dlouhodobě dohlížejí na zpracování signálu, to platí dvojnásob.

Přesně i bez kalibrace

Vývojáři si ale nemusí zoufat. Ať již půjde o robustní průmyslové systémy, nebo automobilový sektor, firma STMicroelectronics pro ně připravila odpovídající, vysoce přesné operační zesilovače s nízkým driftem a předpoklady k činnosti v teplotním rozsahu od -40 °C až do zmiňovaných +175 °C. Jednoduché provedení nese označení TSZ181H1 a duální verze pak TSZ182H1. Obojí pak vyhovuje i z pohledu AEC-Q100. Pro vyráběné OZ je příznačný velmi malý vstupní napěťový offset VIO, který při pokojové teplotě dosahuje typické úrovně 3,5 µV, společně se vstupním proudem IIB = 30 pA. Klíčový však bude i jejich minimální drift, tedy ujíždění s teplotou. V případě napěťového offsetu výrobce při teplotě +25 °C nepřekračuje 70 µV a navzdory celému teplotnímu rozsahu pak 100 µV. Pro zmiňovaný proud jsou podobně definovány maximální úrovně 200 pA, resp. 225 pA. Při nižších teplotách čipu lze rovněž uvažovat o prodloužené životnosti v aplikacích, které to z nějakého důvodu vyžadují. Odolnost vůči elektrostatickým výbojům je pro model lidského těla stanovena na 4 kV.

Předpoklady integrovaných obvodů TSZ181H1 a také TSZ182H1 se naplno projeví u rozhraní vysoce přesných snímačů s velkou šířkou pásma. V praxi je obvykle nasadíme při precizním zpracování signálu, možná i bez nutnosti kalibrace, abychom tak zjednodušili výrobu koncového produktu a zajistili přitom lepší výsledky než v případě „běžných“ operačních zesilovačů. Typické GBP u součástek činí 3 MHz. Pracovat budou s napájecím napětím od 2,2 V do 5,5 V, zatímco při 5 V výrobce definuje i nejvyšší proudový odběr 1 mA. K maximálnímu využitelnému dynamickému rozsahu vedou snad již povinné vstupy či výstupy typu rail-to-rail, které dále zprostředkují pouzdra SOT23-5 či SO8. Ceny začínají na 1,58 dolarech, resp. 2,66 v případě dvojitého zesilovače. V rámci stejné řady jsou samozřejmě k dispozici též obvody vhodné pro menší teplotní zatížení.

Když napětí roste

V podobném duchu, i když tentokrát „pouze“ do +125 °C, budou vystupovat i další operační zesilovače z dílny STMicroelectronics, duální obvody TSB182 se zvýšenou odolností vůči EMI a přívlastkem AEC-Q100. V pouzdrech typu MiniSO8 či SO8 pro ně bude charakteristický vstupní napěťový offset při pokojové teplotě do 20 μV, teplotní drift 100 nV/°C, napájení 4 až 36 V, výstup rail-to-rail, GBP 3 MHz, rychlost přeběhu 2 V/μs nebo rušení na úrovni 24 nV/√Hz. Typický odběr jednoho zesilovače zde činí 650 μA.

Odkazy:

[1] https://newsroom.st.com/media-center/press-item.html/n4568.html

[2] https://newsroom.st.com/media-center/press-item.html/n4576.html