CBM8051系列高速运算放大器:低成本、易用、低功耗、轨到轨输出
  • 发布时间:2025-09-18 13:28:48
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在信号处理领域,运算放大器是核心器件,其性能直接决定设备的信号精度与运行稳定性。芯佰微电子推出的CBM8051/CBM8052/CBM8054/CBM8051N/CBM8052N系列高速运算放大器,凭借“高速低失真特性、适配工业级环境、多形态集成方案”等核心特性,构建了覆盖单路、双路、四路需求的产品矩阵。该系列以 2.5V~5.5V 单电源供电、150MHz(G=+1)-3dB 带宽、轨到轨输出、-40℃~+125℃工作温度等关键参数为支撑,成为兼顾性能、功耗与集成度的信号放大解决方案

在信号处理领域,运算放大器是核心器件,其性能直接决定设备的信号精度与运行稳定性。芯佰微电子推出的CBM8051/CBM8052/CBM8054/CBM8051N/CBM8052N系列高速运算放大器,凭借“高速低失真特性、适配工业级环境、多形态集成方案”等核心特性,构建了覆盖单路、双路、四路需求的产品矩阵。该系列以 2.5V5.5V 单电源供电、150MHzG=+1-3dB 带宽、轨到轨输出、-40℃~+125℃工作温度等关键参数为支撑,成为兼顾性能、功耗与集成度的信号放大解决方案

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一、行业痛点凸显:电子设备升级下,传统运放的两大核心矛盾

在电子设备向“高频化、小型化、低功耗化”发展的趋势下,传统运算放大器逐渐暴露出难以适配新场景需求的问题,形成了“需求升级”与“方案滞后”的突出矛盾:

高速性能与信号失真的矛盾:带宽达标但信号精度不足

视频处理、高速 ADC/DAC 驱动等场景,不仅要求运放具备高带宽,更需低失真的信号放大能力。传统运放虽能达到 150MHz 左右的 - 3dB 带宽,但 0.1dB 平坦度普遍低于 30MHz,导致 50MHz 以内的高频信号(如摄像机视频信号、高速传感器信号)增益波动超过 0.5dB,出现信号失真,无法满足高精度场景需求。

环境可靠性与集成度的矛盾:宽温与小型化难以兼顾

工业户外设备(如基站、户外传感器)需满足- 40℃~+125℃温度范围,而消费电子、穿戴设备需微型封装(占板面积<3mm²)。传统方案中,工业级运放多采用 SOP-14 等大尺寸封装,占板面积超过 10mm²;微型封装运放仅支持 0℃~70℃商业温区,无法在恶劣环境下稳定工作,导致设计时需在 可靠性小型化间妥协。

二、CBM8051 系列四大核心优势:以实测参数破解行业痛点

型号分支

通道数

核心差异点

典型应用场景

CBM8051

单路

基础款,无掉电功能

需单路高速放大的电路(如单路 ADC 驱动)

CBM8051N

单路

带掉电禁用功能

电池供电设备(如手持检测仪器)

CBM8052

双路

基础款,无掉电功能

需双路同步放大的电路(如摄像机双路信号)

CBM8052N

双路

带掉电禁用功能

低功耗手持装置(如便携式传感器)

CBM8054

四路

多通道集成,无掉电功能

高集成度设备(如基站多通道信号处理)

 

CBM8051 系列针对行业痛点,通过关键参数优化与功能设计,形成四大核心优势,所有性能指标均来自实测数据,确保落地可行性:

性能维度

关键参数(典型值/最大值)

行业优势与意义

电源特性

单电源 2.5V5.5V

适配低电压电池(如 2 节 AA 电池)和标准 5V 系统,兼容性强

带宽性能

- 增益带宽积(G=+1):250MHz

- -3dB 带宽(G=+1):150MHz

- 0.1dB 平坦度(G=+2):52MHz

满足高速信号(如视频信号、高频传感器信号)的无失真放大

动态响应

压摆率:180V/μs

快速跟踪输入信号变化,减少信号过冲 / 延迟(适配高速 ADC/DAC)

静态功耗

- 正常工作:2.8mA / 放大器

- 掉电模式(N 型):75μA

正常工作功耗低,掉电模式进一步节能,平衡性能与功耗

输入特性

- 失调电压(Max@25℃):8mV

- 输入偏置电流(Typ):1pA

输入误差小,适配高阻抗信号源(如光电二极管)

输出特性

轨到轨输出

输出电压范围接近电源电压(如 2.5V 供电时输出 0~2.3V 左右),提升信号动态范围

温度适应性

工作温度:-40℃~+125℃

工业级温度范围,适配户外、汽车电子等恶劣环境

 

1. 宽压低耗:适配全场景供电,控制能耗

宽电压覆盖:支持单电源 2.5V5.5V 供电,同时兼容双电源 ±1.25V~±2.75V,无需额外电源转换电路,可直接适配锂电池、USB 5V、工业 5V 等主流供电场景,兼容范围远超传统运放。

分级功耗控制:正常工作状态下,每个放大器静态电流仅 2.8mA,大幅低于传统高速运放;带掉电功能的 CBM8051N/CBM8052N 型号,掉电时供电电流可降至 50~137μA,且掉电启动时间 236ns、关闭时间 52ns,能在设备待机时快速切换功耗模式,平衡性能与能耗。

2. 高速低失真:保障高频信号完整性

高带宽与高平坦度:在 G=+1 增益下,-3dB 带宽达 150MHz,增益带宽积达 250MHzG=+2 增益下,0.1dB 平坦度带宽达 52MHz,确保 52MHz 以内的信号增益波动≤0.1dB,避免高频信号失真。

快速动态响应:压摆率(G=+12V 输出阶跃)达 180V/μs,上升 / 下降时间(G=+20.2Vp-p)仅 4.5ns0.1% 精度设置时间(G=+22V 输出阶跃)50ns,能快速跟踪输入信号变化,适配高速 ADC/DAC 驱动等对响应速度要求高的场景。

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3. 高精度输入 + 工业级可靠:确保信号精度与环境适应性

低输入误差:输入偏置电流典型值 1pA,输入失调电流典型值 2pA,输入失调电压(25℃下最大值)8mV,输入失调电压漂移典型值 2μV/℃,对光电二极管等高阻抗信号源的分流损耗极小,保障信号采集精度。

工业级环境适配:工作温度范围覆盖 - 40℃~+125℃,结点温度最大值 160℃,储存温度范围 - 65℃~+150℃;静电放电(ESD)性能达人体模型 6KV、机器模型 400V,可在工业户外、汽车舱内等恶劣环境下稳定工作,解决传统微型封装运放温区窄的问题。

4. 多封装 + 多通道:灵活集成,适配不同尺寸需求

多封装覆盖:针对不同集成度需求设计差异化封装 —— 微型封装(SC70-5SOT23-5)占板面积仅 2.03.0mm²,适合穿戴设备、微型传感器;中等封装(MSOP-8SOP-8)平衡集成度与散热,适配消费电子;多通道封装(TSSOP-14SOP-14)专为四路型号 CBM8054 设计,减少多通道电路的占板面积。

多通道可选:提供单路(CBM8051/8051N)、双路(CBM8052/8052N)、四路(CBM8054)三种通道配置,无需通过多颗单路运放组合实现多通道功能,减少 PCB 布线复杂度与器件数量,降低电路故障率。

型号分支

封装类型

封装优势

适用场景

CBM8051

SOT23-5、SC70-5

超小型封装(引脚少、占板面积小)

微型设备(如穿戴传感器)

CBM8051N

SOT23-6、SC70-6

小型化 + 掉电功能引脚,集成度高

低功耗微型设备

CBM8052

SOP-8、MSOP-8

双路集成,MSOP-8 比 SOP-8 更小型化

中等集成度电路(如摄像机)

CBM8052N

MSOP-10

双路 + 掉电功能,小型化封装

低功耗中等集成度设备

CBM8054

SOP-14、TSSOP-14

四路集成,TSSOP-14 更薄、占板小

高集成度系统(如基站)

 

三、CBM8051 系列的场景化落地方案

CBM8051 系列凭借核心参数与差异化设计,在消费电子、工业控制、通信三大领域形成精准适配,用户可根据场景快速定位适用型号:

1. 消费电子领域:适配小型化与低功耗需求

手持装置:适配血糖仪、便携式血氧仪、迷你环境检测仪等,需长续航(单次充电支持数百次检测)、小型化(机身紧凑)及 μV 级微弱信号放大;依托 CBM8051N/CBM8052N 的掉电低功耗(50μA~137μA)、SC70-5/SOT23-5 微型封装(占板<3mm²),及 1pA 低输入偏置电流保障信号精度。

多媒体设备:覆盖 DVD/CD 播放器(处理 20kHz~44.1kHz 音频、4.43MHz 视频载波信号,需增益波动≤0.1dB)、专业摄像机 / 照相机(双路 / 多路信号同步处理、机身空间有限);凭借 CBM8051 系列 G=+2 52MHz 0.1dB 平坦度保障信号无失真,CBM8052(双路,MSOP-8 封装)、CBM8054(四路,TSSOP-14 封装)减少器件数量,适配紧凑布局。

2. 工业与传感领域:适配高精度与高可靠性需求

光电二极管前置放大器:应用于工厂元件定位检测、户外光强监测、安防光电感应装置,需放大 nA 级微弱电流信号;依靠 1pA 低输入偏置电流减少信号损耗,-40~+125℃工业级温区及 6KV 人体模型 ESD 防护,适配恶劣环境。

工业滤波器:用于电机调速系统、电网电压监测设备、工业传感器信号预处理,需滤除 50Hz 谐波、100kHz 以上尖峰干扰,部分需 4 路信号同步处理;借助 250MHz 增益带宽积适配高频滤波需求,CBM8054(四路,SOP-14/TSSOP-14 封装)简化多通道电路,2.5V~5.5V 单电源兼容工业供电体系

3. 通信领域:适配高集成与高速需求

基站多通道信号处理:适配 4G/5G 基站多天线 MIMO 模块,需处理 100MHz~150MHz 高频通信信号、耐受户外温度变化(-40~+55℃)且控制模块体积;依托 G=+1 150MHz - 3dB 带宽处理高速信号,CBM8054(四路,TSSOP-14 封装)减少 PCB 面积,工业级宽温与 ESD 防护应对恶劣环境。

高速驱动器:用于路由器、交换机的 ADC/DAC 驱动模块(ADC/DAC 转换速率超 100MSPS),需快速跟踪信号(避免转换延迟)、保障信号无失真及适配密集 PCB 布线;凭借 180V/μs 压摆率、250MHz 增益带宽积满足高速需求,SOT23-5/MSOP-8 小型封装适配布线,2.5V~5.5V 单电源兼容设备供电

 

 

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