特征

•寬帶：1000MHz

•高轉(zhuǎn)換率：8000V/μs

•靈活的供應(yīng)范圍：

±1.4V至±6.3V雙電源

+2.8V至+12.6V單電源

•輸出電流：60mA（連續(xù)）

•峰值輸出電流：350mA

•低靜態(tài)電流：5.8mA

•低靜態(tài)電流：5.8mA

•可選中間電源參考緩沖器

應(yīng)用

•低阻抗參考緩沖器

•時(shí)鐘分配電路

•視頻/廣播設(shè)備

•通信設(shè)備

•高速數(shù)據(jù)采集

•測(cè)試設(shè)備和儀器

說(shuō)明

BUF602是一種閉環(huán)緩沖器，建議廣泛應(yīng)用。它的寬帶寬（1000MHz）和高轉(zhuǎn)換率（8000V/μs）使其成為緩沖非常高頻信號(hào)的理想選擇。對(duì)于交流耦合應(yīng)用，提供了可選的中點(diǎn)參考（VREF），減少了所需的外部組件數(shù)量和提供該參考所需的必要電源電流。

BUF602有標(biāo)準(zhǔn)的SO-8表面貼裝封裝和SOT23-5，后者需要更小的占地面積。

典型特性：VS=±5V

TA=+25°C和RL=100Ω時(shí)，除非另有說(shuō)明。

申請(qǐng)信息

寬帶緩沖操作

BUF602提供了寬帶緩沖器的卓越交流性能。只需要5.8mA的靜態(tài)電流，BUF602將擺動(dòng)至任一供電軌的1V范圍內(nèi)，并在室溫下提供超過(guò)60mA的電流。這種低輸出凈空要求，加上獨(dú)立于電源電壓的偏壓，提供了顯著的單（+5V）電源操作。BUF602將提供大于500MHz的帶寬，在單個(gè)+5V電源上驅(qū)動(dòng)2VPP輸出到100Ω。

圖31顯示了作為±5V電氣特性和典型特性基礎(chǔ)的直流耦合雙電源電路配置。出于測(cè)試目的，使用接地電阻將輸入阻抗設(shè)置為50Ω，使用串聯(lián)輸出電阻將輸出阻抗設(shè)置為50Ω。規(guī)范中報(bào)告的電壓波動(dòng)直接在輸入和輸出引腳處獲得，而負(fù)載功率（dBm）則在匹配的50Ω負(fù)載下定義。除了通常的對(duì)地電源去耦電容器外，兩個(gè)電源引腳之間還可以包括一個(gè)0.01μF電容器。這種可選的附加電容器通常會(huì)提高3dB到6dB的二次諧波失真性能。

圖32顯示了作為+5V電氣和典型特性基礎(chǔ)的交流耦合單電源電路配置。盡管不是一個(gè)鐵路到鐵路的設(shè)計(jì)，BUF602需要最小的輸入和輸出電壓凈空比其他非常寬頻帶緩沖器。它將在單個(gè)+5V電源上提供3VPP輸出擺幅，帶寬大于400MHz。BUF602寬帶單電源運(yùn)行的關(guān)鍵要求是保持輸出信號(hào)在可用電壓范圍內(nèi)擺動(dòng)。圖32的電路使用內(nèi)部中點(diǎn)基準(zhǔn)建立輸入中點(diǎn)偏置。然后輸入信號(hào)被交流耦合到這個(gè)中點(diǎn)電壓偏置中。同樣，在單個(gè)+5V電源上，輸出電壓可以在任何一個(gè)電源引腳的1V范圍內(nèi)擺動(dòng)，同時(shí)提供超過(guò)60mA的輸出電流。在這個(gè)特性化電路中使用了一個(gè)要求100Ω的負(fù)載到一個(gè)中點(diǎn)偏置。

低阻抗傳輸線

最重要的方程和傳輸線的技術(shù)基礎(chǔ)支持這里所介紹的各種驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)果。理想的零歐姆阻抗傳輸介質(zhì)，其電感和電容分布在傳輸電纜上。電感和電容都會(huì)降低線路的傳輸質(zhì)量。每個(gè)輸入端通過(guò)菊花鏈或環(huán)路以高阻抗連接到線路，并且每個(gè)輸入端至少增加幾個(gè)皮卡天線的電容。典型的傳輸線阻抗（ZO）定義了線路類(lèi)型。在方程式1中，阻抗由線路電感（LT）除以線路電容（CT）的平方根計(jì)算：

同樣，線路電感和電容確定傳輸線的延遲時(shí)間，如等式2所示：

對(duì)于對(duì)稱記錄道，ZO的典型值為240Ω，同軸電纜的典型值為75Ω或50Ω。對(duì)于印刷電路板（PCB）上的總線線路，在高數(shù)據(jù)速率總線系統(tǒng)中，ZO有時(shí)會(huì)降低到30Ω到40Ω。一般來(lái)說(shuō)，公交系統(tǒng)越復(fù)雜，ZO就越低。因?yàn)樗黾恿藗鬏斀橘|(zhì)的電容，一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)降低了典型的線路阻抗，從而對(duì)這里使用的線路驅(qū)動(dòng)器提出了更高的驅(qū)動(dòng)要求。

傳輸線幾乎總是端接在發(fā)射端，而總是端接在接收機(jī)端。未端接的線路會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，降低脈沖保真度。驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)線路傳輸輸出電壓（VOUT）。信號(hào)出現(xiàn)在線路的末端，當(dāng)沒(méi)有正確終止時(shí)將被反射。VOUT的反射部分稱為VREFL，返回給驅(qū)動(dòng)程序。發(fā)射信號(hào)是原始信號(hào)VOUT和反射的VREFL之和。

反射信號(hào)的大小取決于典型的線路阻抗（ZO）和終端電阻Z1的值。

Γ表示反射系數(shù)，由式5描述。

Γ的變化范圍為-1到+1。

方程5角點(diǎn)處的條件如下：

未端接的驅(qū)動(dòng)電路使情況更加復(fù)雜。VREFL第二次反射到駕駛員側(cè)，像乒乓球一樣來(lái)回游蕩在線路上。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，通常不可能在接收器側(cè)恢復(fù)輸出信號(hào)VOUT。

圖33所示的圖將BUF602用作線路驅(qū)動(dòng)器。BUF602具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此無(wú)論何時(shí)需要緩沖器，它都是理想的選擇。

自偏壓，低阻抗中間電源電壓基準(zhǔn)

將中點(diǎn)基準(zhǔn)與BUF602結(jié)合使用，可以創(chuàng)建從直流到250MHz的低阻抗基準(zhǔn)。

圖34使用0.1μF外部電容器過(guò)濾噪聲。

自參考，交流耦合寬帶緩沖器

無(wú)論何時(shí)需要高速交流耦合緩沖器，都應(yīng)該考慮BUF602。BUF602的一個(gè)特點(diǎn)是提供中間參考電壓，節(jié)省外部元件和功耗。建議在中間電源基準(zhǔn)輸出端安裝一個(gè)電容器，以限制由兩個(gè)50kΩ內(nèi)部電阻器產(chǎn)生的中間電源參考電壓的噪聲貢獻(xiàn)。

設(shè)計(jì)工具

演示固定裝置

有兩塊印刷電路板（PCB）可用于輔助使用BUF602在其兩個(gè)封裝選項(xiàng)中對(duì)電路性能進(jìn)行初步評(píng)估。這兩種產(chǎn)品都是免費(fèi)提供的未填充多氯聯(lián)苯，并附有用戶指南。這些固定裝置的匯總信息如表1所示。

可在德克薩斯儀器公司網(wǎng)站上索取演示裝置通過(guò)BUF602產(chǎn)品文件夾。

宏模型和應(yīng)用程序支持

在分析模擬電路和系統(tǒng)的性能時(shí)，使用SPICE對(duì)電路性能進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬是非常有用的。這對(duì)于視頻和射頻放大器電路尤其如此，因?yàn)榧纳娙莺碗姼袝?huì)對(duì)電路性能產(chǎn)生重大影響。可通過(guò)TI網(wǎng)站獲得BUF602的SPICE模型(www.ti.com網(wǎng)站). 這些模型可以很好地預(yù)測(cè)各種運(yùn)行條件下的小信號(hào)交流和瞬態(tài)性能。它們?cè)陬A(yù)測(cè)諧波失真或dG/dP特性方面做得不好。這些型號(hào)并沒(méi)有試圖在其小信號(hào)交流性能方面區(qū)分封裝類(lèi)型。

輸出電流和電壓

BUF602提供的輸出電壓和電流能力通常在寬帶緩沖器中沒(méi)有。在+25°C的空載條件下，輸出電壓相對(duì)于任一供電軌的擺動(dòng)通常小于1.2V；+25°C的擺動(dòng)限制在任一供電軌的1.2V范圍內(nèi)。在15Ω負(fù)載（最小測(cè)試負(fù)載）中，測(cè)試其輸出超過(guò)±60毫安。

上述規(guī)范雖然在行業(yè)中很熟悉，但分別考慮了電壓和電流限制。在許多應(yīng)用中，它是電壓×電流或V-I乘積，它與電路運(yùn)行更為相關(guān)。參考典型特性中的緩沖器輸出電壓和電流限制圖（圖16）。此圖的X軸和Y軸分別顯示零電壓輸出電流限制和零電流輸出電壓限制。四個(gè)象限給出了BUF602輸出驅(qū)動(dòng)能力的更詳細(xì)的視圖，注意到該圖以1W最大內(nèi)部功耗的安全操作區(qū)域?yàn)榻纭㈦娮柝?fù)載線疊加到曲線圖上表明，BUF602可以在不超過(guò)輸出能力或1W功耗限制的情況下，將±3V驅(qū)動(dòng)到25Ω或±3.5V到50Ω。

最小規(guī)定的輸出電壓和電流過(guò)溫是通過(guò)最壞情況模擬在極端低溫下設(shè)定的。只有在冷啟動(dòng)時(shí)，輸出電流和電壓才會(huì)降低到電氣特性表中所示的數(shù)值。當(dāng)輸出晶體管提供功率時(shí)，結(jié)溫將升高，降低VBE（增加可用輸出電壓擺幅）和增加電流增益（增加可用輸出電流）。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，由于輸出級(jí)結(jié)溫將高于規(guī)定的最低工作環(huán)境溫度，因此可用輸出電壓和電流將始終大于超溫規(guī)范中所示的值。

對(duì)于緩沖器，噪聲模型如圖35所示。方程6顯示了輸出噪聲電壓的一般形式，如圖35所示。

熱分析

在極端的工作條件下，可能需要BU602的強(qiáng)制通風(fēng)或高功率運(yùn)行。最大期望結(jié)溫將設(shè)置如下所述的最大允許內(nèi)部功耗。在任何情況下，最高結(jié)溫不得超過(guò)150℃。

工作結(jié)溫度（TJ）由TA+PD×θJA給出。總內(nèi)部功耗（PD）是靜態(tài)功率（PDQ）和輸出級(jí)（PDL）消耗的附加功率之和。靜態(tài)功率就是指定的空載供電電流乘以整個(gè)部件的總供電電壓。PDL將取決于所需的輸出信號(hào)和負(fù)載，但對(duì)于接地電阻負(fù)載，當(dāng)輸出固定在等于任一電源電壓的1/2時(shí)（對(duì)于相等的雙極電源），PDL將處于最大值。在這種情況下，PDL=VS2/（4×RL）。

注意，決定內(nèi)部功耗的是輸出級(jí)的功率而不是負(fù)載。

作為最壞情況的例子，使用首頁(yè)電路中的BUF602IDBV，在最高指定環(huán)境溫度+85°C并驅(qū)動(dòng)接地20Ω負(fù)載的情況下，計(jì)算最大TJ。

最大TJ=+85°C+（0.37W×150°C/W）=141°C。

盡管這仍低于規(guī)定的最高結(jié)溫，但出于系統(tǒng)可靠性考慮，可能需要較低的測(cè)試結(jié)溫。如果負(fù)載要求電流被強(qiáng)制輸入正輸出電壓的輸出端或來(lái)自負(fù)輸出端的電流，則可能出現(xiàn)最高的內(nèi)部損耗。這使得高電流通過(guò)輸出晶體管中的一個(gè)大的內(nèi)部電壓降。典型特性中顯示的輸出V-I圖（圖16）包括在這些條件下1W最大內(nèi)部功耗的邊界。

電路板布局指南

要實(shí)現(xiàn)最佳性能與高頻放大器，如BUF602需要仔細(xì)注意板布局寄生和外部元件類(lèi)型。優(yōu)化性能的建議包括：

a）、將所有信號(hào)輸入/輸出引腳對(duì)任何交流接地的寄生電容降至最低。輸出管腳上的寄生電容會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定：在不可逆的輸入端，寄生電容會(huì)與源阻抗發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致無(wú)意中的帶寬限制。為了減少不必要的電容，信號(hào)I/O引腳周?chē)乃械孛婧碗娫雌矫嫔隙紤?yīng)該打開(kāi)一個(gè)窗口。否則，地面和動(dòng)力飛機(jī)應(yīng)該在其他地方保持完整。

b）、縮短距離（<0.25“）從電源引腳到高頻0.1μF去耦電容器。在設(shè)備引腳處，接地和電源平面布局不應(yīng)靠近信號(hào)輸入/輸出引腳。避免狹窄的電源和接地痕跡，以盡量減少引腳和去耦電容器之間的電感。電源連接應(yīng)始終與這些電容器斷開(kāi)連接。兩個(gè)電源之間的可選電源去耦電容器（0.1μF）（用于雙極操作）將改善二次諧波失真性能。主電源引腳上還應(yīng)使用較大的（2.2μF至6.8μF）去耦電容器，在較低頻率下有效。這些可以放置在離設(shè)備稍遠(yuǎn)的地方，并且可以在PCB的相同區(qū)域中的多個(gè)設(shè)備之間共享。

c）、仔細(xì)選擇和放置外部組件將保持BUF602的高頻性能。電阻器應(yīng)為非常低的電抗類(lèi)型。表面貼裝電阻工作最好，并允許更緊湊的整體布局。金屬薄膜或碳成分，軸向引線電阻也能提供良好的高頻性能。同樣，保持他們的引線和PCB痕跡盡可能短。切勿在高頻應(yīng)用中使用線繞式電阻器。

d）、與板上其他寬帶設(shè)備的連接可以通過(guò)短的、直接的路徑或通過(guò)板載傳輸線進(jìn)行。對(duì)于短連接，將跟蹤和到下一個(gè)設(shè)備的輸入視為集中電容負(fù)載。應(yīng)使用相對(duì)較寬的跡線（50至100 mils），最好在其周?chē)蜷_(kāi)地面和動(dòng)力飛機(jī)。如果需要較長(zhǎng)的記錄道，并且雙端接傳輸線固有的6dB信號(hào)損耗是可接受的，則使用微帶線或帶狀線技術(shù)實(shí)現(xiàn)匹配阻抗傳輸線（請(qǐng)參閱有關(guān)微帶和帶狀線布局技術(shù)的ECL設(shè)計(jì)手冊(cè)）。50Ω的環(huán)境通常不需要在船上，事實(shí)上，更高的阻抗環(huán)境將改善失真，如失真與負(fù)載圖所示。

e）、不建議將BUF602這樣的高速零件套入。插座引入的額外引線長(zhǎng)度和針對(duì)針電容會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常麻煩的寄生網(wǎng)絡(luò)，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)平滑、穩(wěn)定的頻率響應(yīng)。將BUF602焊接到電路板上可獲得最佳效果。

輸入和ESD保護(hù)

BUF602是建立在一個(gè)非常高速互補(bǔ)雙極工藝。對(duì)于這些非常小的幾何器件，內(nèi)部結(jié)擊穿電壓相對(duì)較低。這些細(xì)分反映在絕對(duì)最大評(píng)級(jí)表中。如圖36所示，所有設(shè)備引腳都由內(nèi)部ESD保護(hù)二極管保護(hù)電源。

這些二極管提供適度的保護(hù)，以輸入高于電源的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓。保護(hù)二極管通常可支持30mA連續(xù)電流。如果可能有更高的電流（例如，在帶有±15V電源部件驅(qū)動(dòng)至BUF602的系統(tǒng)中），應(yīng)在兩個(gè)輸入端添加限流串聯(lián)電阻器。保持這些電阻值盡可能低，因?yàn)楦咧禃?huì)降低噪聲性能和頻率響應(yīng)。

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