高增益帶寬積FET輸入放大器MS8258D，兼容替代OPA858

SANYAW

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)述
MS8258D 是一款具有 CMOS 輸入的低噪聲運算放大器，適用于寬帶跨阻和電壓放大器應用。
當將該器件配置為跨阻放大器(TIA)時(shí)， 7GHz 增益帶寬積(GBWP)可為高跨阻增益下實(shí)現寬閉環(huán)帶寬的應用提供支持。
MS8258D 具有反饋引腳(FB)，可簡(jiǎn)化輸入和輸出之間的反饋網(wǎng)絡(luò )連接。
MS8258D 經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可用于光學(xué)飛行時(shí)間(ToF)系統，其中 MS8258D 與時(shí)間數字轉換芯片(TDC)搭配使用。MS8258D 可搭配高速模
數轉換器(ADC)，用于高分辨率激光雷達系統。
MS8258D 采用 DFN8 封裝，工作溫度范圍為-40°C 至+125°C。
二、主要特點(diǎn)
兼容替代 TI OPA858
高增益帶寬積：7GHz
解補償，增益≥ 7V/V（穩定）
超低偏置電流 MOSFET 輸入：2pA
低輸入電壓噪聲：3nV/√Hz
壓擺率：2000V/µs
寬輸入共模范圍：
-低于正電源 1.4V
-高于負電源 0.2V
TIA 配置下的輸出擺幅：2.5Vpp (VDD=5V)
電源電壓范圍：3.3V 至 5.5V
靜態(tài)電流：25mA
DFN8 封裝
工作溫度范圍：-40°C 至+125°C
三、應用
高速跨阻放大器
激光測距
激光雷達接收器
液位變送器（光學(xué)）
光時(shí)域反射器(OTDR)
分布式溫度檢測
3D 掃描儀
飛行時(shí)間(ToF)系統
自主駕駛系統


芯片概述
MS8258D 具有 7GHz 增益帶寬積與 3nV/√Hz 的低電壓噪聲，為寬帶跨阻應用、高速數據處理和其他應用提供了可行的放大器。
MS8258D 具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能。除了小信號帶寬外，MS8258D 還具有 740MHz的大信號帶寬(VOUT = 2VPP)和 2000V/µs 的壓擺率。
MS8258D 采用 DFN8 封裝，具有一個(gè)反饋引腳(FB)，可在放大器的輸出和反相輸入之間，建立簡(jiǎn)單的反饋網(wǎng)絡(luò )連接。放大器輸入引腳
上的過(guò)量電容會(huì )導致相位裕度惡化，這個(gè)問(wèn)題在寬頻放大應用中尤其嚴重。為了減少輸入節點(diǎn)上雜散電容的影響，MS8258D 在反饋引腳和
反相輸入引腳之間有一個(gè)隔離引腳(NC)，增加了它們之間的物理間隔，從而減少了寄生電容。MS8258D 還具有低至 0.6pF 的總輸入電容。
壓擺率和輸出電壓范圍
除了寬的小信號帶寬外，MS8258D 還具有 2000V/µs 的高壓擺率。在高速脈沖應用中，壓擺率是一個(gè)關(guān)鍵參數，MS8258D 的高壓擺
率能支持 10ns 以下的窄脈沖，如光時(shí)域反射器和激光雷達。MS8258D 的寬頻帶和高壓擺率特性使其成為一個(gè)理想的高速信號放大器。為
了實(shí)現高壓擺率和低輸出阻抗，MS8258D的輸出擺幅被限制在大約 3.0V。MS8258D 通常與高速流水線(xiàn) ADC 和閃存 ADC 一起使用，后
者的輸入范圍有限。因此，MS8258D 的輸出擺幅加上比同類(lèi)領(lǐng)先的電壓噪聲，使信號鏈的整體動(dòng)態(tài)范圍最大化。
引腳布局
優(yōu)化 MS8258D 引腳布局，以盡量減少寄生電感和電容，這在高速模擬設計中至關(guān)重要。FB 引腳內部連接到放大器的輸出。FB 引腳與
放大器的反相輸入被一個(gè) NC 引腳分開(kāi)。NC 引腳必須保持浮動(dòng)。這種引腳布局有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1. 一個(gè)反饋電阻(RF)可以連接在封裝同一側的 FB 和 IN-引腳之間，而不是繞過(guò)封裝。
2. NC 引腳的隔離作用使 FB 和 IN-引腳之間的電容耦合最小化。
PCB 版圖指導
要使 MS8258D 這樣的高頻放大器達到最佳性能，需要仔細注意 PCB 板布局寄生效應和外部元件類(lèi)型。
優(yōu)化性能的建議包括：
1. 盡量減少從信號 I/O 引腳到交流地的寄生電容。輸出和反相輸入引腳上的寄生電容會(huì )導致不穩定。為了減少不必要的電容，建議不要在信
號輸入和輸出引腳下走電源和地線(xiàn)。否則，接地和電源平面必須在電路板的其他地方不被破壞。當將放大器配置為 TIA 時(shí)，如果所需的反饋
電容低于 0.15pF，可以考慮使用兩個(gè)串聯(lián)的電阻，每個(gè)電阻的值是單個(gè)電阻的一半，以盡量減少電阻的寄生電容。
2. 盡量減少從電源引腳到高頻旁路電容的距離（小于 6 毫米）。使用 100pF 至 0.1μF 的 C0G 和 NPO 型去耦電容（額定電壓至少是放大
器最大電壓的 3 倍）以確保有一個(gè)低阻抗的路徑通往放大器的電源。在器件引腳處，不允許接地和電源平面布局與信號 I/O 引腳相近，避免
狹窄的電源和地線(xiàn)，以減少引腳和去耦電容之間的電感。
3. 謹慎選擇和放置外部元件，以保持 MS8258D 的高頻性能。使用低感抗的電阻器，緊湊的整體布局。切勿在高頻應用中使用繞線(xiàn)電阻，因
為輸出引腳和反相輸入引腳對寄生效應最敏感，所以如果有反饋和串聯(lián)輸出電阻的話(huà)，一定要把它們放在最接近的位置，將其他網(wǎng)絡(luò )元件
（如非反相輸入終端電阻）放在靠近輸出引腳的地方。當將 MS8258D 配置為電壓放大器時(shí)，應盡可能保持較低的電阻值，并與負載驅動(dòng)匹
配。降低電阻值可使電阻噪聲保持在較低水平，并使寄生電容的影響降至最低。注意，較低的電阻值會(huì )增加動(dòng)態(tài)功率，因為 RF 和 RG 成為
放大器輸出負載網(wǎng)絡(luò )的一部分。