*HJ611内含传感器电源的高温程控仪表放大器
*HJ611内含传感器电源的高温程控仪表放大器
一、概述
HJ611是专为高温工作环境下设计的一种单片仪表放大器。内部包括一个单电源工作的高温程控仪表放大器，一个高压电压调节器，一个5V基准电压源和一个温敏二极管。程控增益设置可设定点达40个以上。高压电压调节器扩展了电源电压范围。温敏二极管可用于温度测量和温度补偿。该器件采用SOI工艺制造技术，具有非常低的漏电流，在高温下能够长期连续可靠地工作。其特点有：
工作温度超过225℃，不需要外接高温元件；
增益从18～278范围内程控设定点超过40个，而且不需要外接程控元件;增益漂移小；
单电源工作，内置稳压器，输入电压可达36V；
内置5V基准电压源和传感器电源；
二、电原理框图
三、封装形式及引出端功能
HJ611采用H16-02陶瓷（黑瓷）扁平外壳封装和LCC20无引线封装。
1. H16-02陶瓷（黑瓷）扁平外壳封装及引出端功能，外形尺寸见附录一图10。
|
引脚号 |
符号 |
功能说明 |
引脚号 |
符号 |
功能说明 |
|
1 |
OUT |
仪表放大器输出端 |
9 |
INP |
仪表放大器正输入 |
|
2 |
VREF |
5V基准电压源输出端 |
10 |
INN |
仪表放大器负输入 |
|
3 |
POUT |
内置稳压器输出 |
11 |
GB |
增益设定端 |
|
4 |
PVDD |
内置稳压器输入 |
12 |
GA |
增益设定端 |
|
5 |
TEMP |
内置温敏二极管阳极 |
13 |
FBN |
负信号反馈端 |
|
6 |
PGND |
内置稳压器地 |
14 |
FBP |
正信号反馈端 |
|
7 |
AGND |
信号地 |
15 |
GC |
增益设定端 |
|
8 |
OADJ |
输出失调调节 |
16 |
GD |
增益设定端 |
2. LCC20无引线封装及引出端功能
|
引脚号 |
符号 |
功能说明 |
引脚号 |
符号 |
功能说明 |
|
1 |
OUT |
仪表放大器输出端 |
11 |
NC |
空 |
|
2 |
NC |
空 |
12 |
INN |
仪表放大器负输入 |
|
3 |
VREF |
5V基准电压源输出端 |
13 |
NC |
空 |
|
4 |
POUT |
内置稳压器输出/基准输入 |
14 |
GB |
增益设定端 |
|
5 |
PVDD |
内置稳压器输入 |
15 |
GA |
增益设定端 |
|
6 |
TEMP |
内置温敏二极管阳极 |
16 |
FBN |
负信号反馈端 |
|
7 |
GND |
地 |
17 |
FBP |
正信号反馈端 |
|
8 |
OADJ |
输出失调调节 |
18 |
GC |
增益设定端 |
|
9 |
NC |
空 |
19 |
GD |
增益设定端 |
|
10 |
INP |
仪表放大器正输入 |
20 |
NC |
空 |
四、绝对最大额定值
电源电压 （PVDD） 40V POUT电压 25V
信号端电压 -0.5～VDD+0.5 V 最高工作环境温度 +300℃
引线焊接温度（10s） +350℃
五、电特性
除非另有说明，按典型应用图连接，PVDD=24V, OADJ=0V，TJ=-55～+225℃,所有增益设定端开路。
|
参数 |
符号 |
测试条件 |
规范值 |
单位 |
||||
|
最小 |
典型 |
最大 |
||||||
|
仪表放大器 |
输入失调电压 |
VIO |
TA=25℃ |
|
|
±2 |
mV |
|
|
输入失调电压温漂 |
αVIO |
|
|
±2 |
±10 |
μV/℃ |
||
|
增益容差 |
△G/G |
TA=25℃ |
|
|
±1 |
% |
||
|
增益漂移 |
αG |
|
|
±30 |
|
ppm/℃ |
||
|
线性度* |
LG |
增益G=18 |
|
±0.5 |
|
mV |
||
|
输出电压范围 |
VO |
空载 |
0.05 |
|
4.95 |
V |
||
|
±1mA |
0.45 |
|
4.5 |
V |
||||
|
输出阻抗（OUT）** |
ROR |
|
|
12 |
20 |
Ω |
||
|
容性负载（OUT）** |
COR |
|
|
|
5 |
nF |
||
|
输入电压范围 |
VIN |
|
0.3 |
|
3.5 |
V |
||
|
带宽* |
BW |
TA=25℃ |
增益=18 |
|
80 |
|
kHz |
|
|
增益=278 |
|
12 |
|
|||||
|
输出噪声电压* |
eO |
TA=25℃ |
增益=18 |
|
0.2 |
|
mVrms |
|
|
增益=278 |
|
1.5 |
|
|||||
|
稳压器 |
输入电压 |
PVDD |
|
18 |
|
36 |
V |
|
|
稳压器静态电流 |
PIDD |
|
|
1.5 |
1.9 |
mA |
||
|
稳压器输出电流 |
PIO |
连续 |
|
|
20 |
mA |
||
|
基准电压 |
POUT端施加外电源 |
PVCC |
PVDD接地 |
10 |
|
18 |
V |
|
|
POUT端静态电流 |
PICC |
PVDD接地,POUT=12V |
|
1.2 |
1.9 |
mA |
||
|
基准电压 |
VREF |
TA=25℃ |
4.85 |
5.00 |
5.15 |
V |
||
|
基准电压漂移 |
αVREF |
|
|
|
±50 |
ppm/℃ |
||
|
基准电压输出阻抗* |
ROVR |
|
|
|
0.5 |
Ω |
||
|
基准电压输出电流 |
IOVR |
|
|
|
20 |
mA |
||
|
温敏 |
电压 |
VTEMP |
TA=25℃,ITEMP=1 mA |
|
3.5 |
|
V |
|
|
温度漂移* |
αVTEMP |
ITEMP=1 mA |
|
-5 |
|
mV/℃ |
||
*样品测试 **设计保证
六、应用说明
1．典型应用图（16线陶瓷封装为例）
2．电源注意事项
（1）由于没有ESD保护单元设计，HJ611电源端需要加一个R1-C-R2滤波网络，推荐元件值为10Ω和100nF，滤波网络元件布在常温板上，用线与HJ611连接。
（2）HJ611有很宽的电源电压范围，当电源电压为18～36V时， 电源加在PVDD端。如果电源电压为10～18V时，电源加在POUT端,PVDD端接地，此时由于没有使用内置稳压器，对来自电源噪声的抑制有所下降。
（3）VREF为内部仪表放大器提供电源，并为传感器提供基准电压。
（4）POUT 至 GND 和 VREF 至 GND之间应该外接滤波电容器。
（5）R3 为温敏二极管工作电流偏置电阻，R3 =PVDD/1(mA).
3．输出失调调节
HJ611有一个失调调整端（OADJ）。内部有一个窗口比较器，对应的调整内部失调。OADJ有三种连接方法: 接地、接VREF和接电阻分压器（VREF至 GND之间 ）。电阻分压器可用来调整传感器不平衡引入的输出失调电压。 右图显示OADJ三种连接方法下
输出电压调节范围与调节电压OADJ的关系曲线。
A: 图中A点是OADJ接地时的失调调整点，OADJ接地仅适用正信号传感器和不需要对传感器进行失调调整。输出电压等于
VO=( VINP –VINN) *G
B: 图中B段适用正信号传感器和需要对传感器进行失调调整，在OADJ=0.6～4.4V范围内，输出失调电压调整范围是±0.95V, 输出失调电压调整值等于
OADJ*0.5-1.25V。
当 ( VINP －VINN) *G ＋DJ*0.5-1.25 ）≤0时
VO=0
当 ( VINP －VINN) *G ＋(OADJ*0.5－1.25 ）≥0时
VO=( VINP －VINN) *G＋(OADJ*0.5-1.25 ）
特别提示：OADJ端外接高电阻值将会减小CMRR和增加温度漂移。
C: 图中C点是OADJ接VREF的输出失调偏置点，适用于既有正信号也有负信号传感器，没有输入信号时，输出被偏置到2.5V,允许输出信号电压范围为0.05～4.95V。
当VINP ≥VINN 时
VO=2.5＋( VINP －VINN) *G
当VINP ≤VINN 时
VO=2.5－(VINN－VINP) *G
从图中曲线还可以看出：当VREF不是5V或OADJ不完全为地电平时，输出失调电压偏离2.5V或0V，但是固定不变的。
4．增益设定
对放大器引出端GA、GB、GC、GD、FBN和FBP之间外部相互连接，能够实现放大器增益程序控制。下表给出了各种增益值下的GA、GB、GC、GD、FBN和FBP之间
外部链接方法。这些增益程控点是不连续的，共有41个增益设定点。
另一种方法是在链接点的位置上外接电阻进行增益设定，但是不推荐这种增益设定方法。因为外接电阻和放大器内部电阻温度系数不一致，在高温下会引入增益漂移。
|
增益 |
链 接 |
增益 |
链 接 |
增益 |
链 接 |
|
18.0 |
无 |
78.0 |
GBP+GDN |
151.3 |
GAP+GBD |
|
31.3 |
GBD |
79.3 |
GAC+GBD |
155.1 |
GAD+GBP+GCN |
|
35.1 |
GAD |
79.5 |
GAC+GBD+GCB |
158.0 |
GAP+GDN |
|
35.8 |
GAD+GBD |
86.0 |
GAC+GDN |
164.7 |
GAP+GBC |
|
38.0 |
GDN |
91.3 |
GAC+GBC+GDN |
166.6 |
GAP+GBC+GDB |
|
44.7 |
GBC |
98.0 |
GCN |
178.0 |
GAP+GBP |
|
46.6 |
GBC+GDB |
106.0 |
GAC+GBP |
184.7 |
GAP+GBC+GDN |
|
58.0 |
GBP |
111,3 |
GBD+GCN |
198.0 |
GAP+GBP+GDN |
|
61.8 |
GAD+GBC |
112.5 |
GAC+GBP+GDA |
218.0 |
GAP+GCN |
|
64.7 |
GBC+GDN |
115.1 |
GAD+GCN |
231.3 |
GAP+GBD+GCN |
|
66.0 |
GAC |
115.8 |
GAD+GBD+GCN |
238.0 |
GAP+GCN+GDN |
|
71.3 |
GAC+GBC |
118.0 |
GCN+GDN |
258.0 |
GAP+GBP+GCN |
|
72.5 |
GAC+GDA |
126.0 |
GAC+GBP+GDN |
278.0 |
GAP+GBP+GCN+GDN |