Datasheet AD8219 Datasheet (ANALOG DEVICES)

零漂移单向分流

特性

高共模电压范围
工作范围：4 V至80 V
耐压范围：-0.3 V至+85 V
缓冲输出电压
增益 = 60 V/V
宽工作温度范围：−40°C至+125°C
出色的交流和直流性能
失调漂移：±100 nV/°C（典型值）
失调：±50 μV（典型值）
增益漂移：±5 ppm/°C（典型值）
直流共模抑制比(CMRR)：110 dB（典型值）

应用

高端电流检测
48 V电信设备
电源管理
基站
单向电机控制
精密高压电流源

监控器

AD8219

FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM

V

S

R4

LDO

–IN

+IN

R1

R2

AD8219

OUT

R3

GND

Figure 1.

09415-001

概述

AD8219是一款高压、高分辨率分流放大器。设定增益为
60 V/V，在整个温度范围内的最大增益误差为±0.3%。缓

冲输出电压可以直接与任何典型转换器连接。AD8219在输
入共模电压处于4V至80V范围时，具有出色的输入共模抑
制性能；它能够在分流电阻上进行单向电流的测量，适合
各种工业和电信应用，包括电机控制、电源管理和基站功
率放大器偏置控制等。

Rev. A

Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no
responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other
rights of third parties that may result from its use. Specications subject to change without notice. No
license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices.
Trademarks and registered trademarks

ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供
的最新英文版数据手册。

are the property of their respective owners.

在−40°C至+125°C的整个温度范围内，AD8219都能提供极
佳的性能。它采用零漂移内核，在整个工作温度范围和共
模电压范围内，失调漂移典型值为±100 nV/°C。器件无论
是否存在共模电压，在整个输入差分电压范围内保持线性
输出，而输入失调电压典型值为±50 μV。

AD8219采用8引脚MSOP封装。

One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
Tel: [phone] www.analog.com
Fax: [phone] ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved.

AD8219

目录

特性....................................................................................................1

应用....................................................................................................1

概述....................................................................................................1

修订历史...........................................................................................2

技术规格...........................................................................................3

绝对最大额定值..............................................................................4

ESD警告........................................................................................4

引脚配置和功能描述 .....................................................................5

典型工作特性 ..................................................................................6

工作原理.........................................................................................10

修订历史

2011年2月—修订版0至修订版A

更改“特性”部分...............................................................................1

更改“放大器内核”部分................................................................10

“输出线性度”部分移至“工作原理”部分..................................10

2011年1月—修订版0：初始版

放大器内核 ................................................................................10

电源连接.....................................................................................10

输出箝位.....................................................................................10

输出线性度 ................................................................................10

应用信息.........................................................................................11

高端电流检测............................................................................11

电机控制电流检测 ...................................................................11

外形尺寸.........................................................................................12

订购指南.....................................................................................12

Rev. A | Page 2 of 12

AD8219

技术规格

除非另有说明，T

表1

参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释

增益
初始
精度
整个温度范围内的精度
增益与温度的关系

失调电压
失调电压（RTI1）
整个温度范围内的失调电压（RTI1）
失调漂移

输入

偏置电流

2

共模输入电压范围
差分输入电压范围
共模抑制比(CMRR)

输出
输出电压范围下限
输出电压范围上限
输出阻抗

动态响应
小信号-3 dB带宽
压摆率
噪声

0.1 Hz至10 Hz，(RTI
频谱密度，1 kHz (RTI

电源
工作范围
整个温度范围内的静态电流
电源抑制比(PSRR)

温度范围
额定性能

1

RTI = 折合到输入端。

2

有关输入偏置电流的更多信息，请参考图8。此电流取决于输入共模电压。此外，流入+IN引脚的输入偏置电流也是内部LDO的电源电流。

3

由于输出电压在内部被箝位至5.6 V，因此，差分输入电压被指定为83 mV（最大值），请参看“输出箝位”部分。

4

有关不同负载下AD8219输出范围的更多信息，请参考图19和图20。当+IN引脚的电压大于5.6 V时，AD8219输出电压箝位在最大值5.6 V。

当+IN电压小于5.6 V时，输出达到最大值(VS − 100 mV)。

5

VS(引脚2)可以连接至一个电压范围为4 V至80 V的独立电源，也可以连接至AD8219的正输入引脚(+IN)。在该模式下，吸电流随着电压的增加而变化。

参见图9。

= −40°C至+125°C、TA = 25°C、RL = 25 kΩ、输入共模电压(VCM) = 4 V(RL是输出负载电阻)。

OPR

60 V/V

±0.1 % VO ≥ 0.1 V dc, T
±0.3 % T
±5 ppm/°C T

OPR

OPR

A

±200 µV 25°C
±300 µV T
±100 nV/°C T

OPR

OPR

130 µA TA, 输入共模电压为 = 4 V, VS = 4 V

220 µA T

OPR

4 80 V 共模连续

3

0 83 mV
94 110 dB T

4

4

VS − 0.1 V T

V TA

2 Ω

500 kHz
1 V/µs

1

)

1

)

2.3 µV p-p
110 nV/√Hz

4 80 V

5

800 µA
100 110 dB

−40 +125 °C

差分输入电压

OPR

A

V

输入范围

S

T

OPR

Rev. A | Page 3 of 12

AD8219

绝对最大额定值

表2.

参数 额定值

最大输入电压(+IN、−IN至GND)
差分输入电压(+IN至−IN)
人体模型(HBM)ESD额定值
工作温度范围(T
存储温度范围
输出短路持续时间

OPR

)

−0.3 V 至 +85 V
±5 V
±1000 V

−40°C 至 +125°C

−65°C 至 +150°C

未定

注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。

ESD警告

ESD(静电放电)敏感器件。

带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放
电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇
到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采
取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功
能丧失。

Rev. A | Page 4 of 12

绝对最大额定值

表3. 引脚功能描述

引脚编号 引脚名称 描述

1 +IN
2 VS
3 NC
4 GND
5 OUT
6 NC
7 NC
8 −IN

同相输入。
电源引脚。通过0.1 μF标准电容旁路。
请勿连接该引脚。
地。
输出。
请勿连接该引脚。
请勿连接该引脚。
反相输入。

+IN

1

AD8219

V

2

S

TOP VIEW

NC

3

(Not to Scale)

4

GND

NC = NO CONNECT.

DO NOT CONNECT TO THIS PIN.

–IN

8

NC

7

NC

6
5

OUT

图2. 引脚配置

AD8219

09415-002

Rev. A | Page 5 of 12

AD8219

典型工作特性

–19.0

–19.5

–20.0

–20.5

–21.0

(µV)

–21.5

OS

V

–22.0

–22.5

–23.0

–23.5

–24.0

–40 021 04110002 04 06 080–20

120

110

100

90

80

CMRR (dB)

70

60

50

100 1M100k10k1k

TEMPERATURE (°C)

图3. 典型输入失调与温度的关系

FREQUENCY (Hz)

图4. 典型CMRR与频率的关系

40

30

20

10

0

–10

MAGNITUDE (dB)

–20

–30

–40

1k 10M1M100k10k

09415-121

图6. 典型小信号带宽（V

7

6

5

4

3

2

1

0

TYPICAL OUTPUT ERROR (%)

–1

–2

09415-104

FREQUENCY (Hz)

= 200 mV p-p）

OUT

DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (mV)

09415-105

0

10 123456789

09415-128

图7. 典型输出误差与差分输入电压的关系

GAIN ERROR (ppm)

–50

–100

–150

–200

–250

–300

–350

–400

–450

–500

0

–40 021 041100806002 040–20

TEMPERATURE (°C)

图4. 典型CMRR与频率的关系

09415-120

Rev. A | Page 6 of 12

300

250

200

150

100

INPUT BIAS CURRENT (µA)

50

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)

+IN

–IN

图8. 输入偏置电流与输入共模电压的关系

（差分输入电压 = 5 mV）(V

= 5 V)

S

09415-101

AD8219

550

500

VCM = 5V

450

V

= 80V

CM

400

SUPPLY CURRENT (µA)

350

300

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

SUPPLY VOLTAGE (V)

图9. 典型电源电流与电源电压的关系(VS 连接至+IN)

550

500

09415-102

INPUT

50mV/DIV

OUTPUT

2V/DIV

5µs/DIV

图12. 上升时间(差分输入 = 50 mV)

09415-110

450

400

350

300

SUPPLY CURRENT (µA)

250

200

–40 –20 0 021 041100806002 04

TEMPERATURE (°C)

图10. 典型电源电流在温度范围内的变化(V

INPUT

5mV/DIV

OUTPUT

200mV/DIV

= 5 V)

S

INPUT

5mV/DIV

OUTPUT

200mV/DIV

09415-103

1µs/DIV

09415-111

图13. 下降时间(差分输入 = 5 mV)

INPUT

50mV/DIV

OUTPUT

2V/DIV

1µs/DIV

图11. 上升时间(差分输入 = 5 mV)

09415-109

Rev. A | Page 7 of 12

5µs/DIV

图14. 下降时间(差分输入 = 50 mV)

09415-112

AD8219

7.0

INPUT

100mV/DIV

OUTPUT

2V/DIV

5µs/DIV

图15. 差分过载恢复时间(下降)

INPUT

100mV/DIV

OUTPUT

2V/DIV

6.5

6.0

5.5

5.0

4.5

MAXIMUM OUTPUT SOURCE CURRENT (mA)

4.0

09415-113

–40 1201008002 04 060–20

TEMPERATURE (°C)

09415-108

图18. 最大输出源电流与温度的关系

5.0

4.8

4.5

4.3

4.0

3.8

3.5

OUTPUT VOLTAGE FROM RAIL (V)

3.3

+125°C
+25°C
–40°C

MAXIMUM OUTPUT SINK CURRENT (mA)

12

11

10

9

8

7

6

5

–40 1201008002 04 060–20

5µs/DIV

图16. 差分过载恢复时间(上升)

TEMPERATURE (°C)

图17. 最大输出吸电流与温度的关系

3.0

09415-114

SOURCE CURRENT (mA)

图19. 输出电压范围与输出源电流的关系(V

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

OUTPUT VOLTAGE FROM GROUND (V)

0

09415-107

SINK CURRENT (mA)

图20. 地输出电压范围与输出吸电流的关系(V

= 5 V)

S

+125°C
+25°C
–40°C

= 5 V)

S

30 2.52.01.51.00.5

.0

09415-106

40 3.53.02.52.01.51.00.5

.0

09415-129

Rev. A | Page 8 of 12

AD8219

70

INPUT COMMON MODE

50V/DIV

OUTPUT

200mV/DIV

图21. 共模阶跃响应(下降)

INPUT COMMON MODE

50V/DIV

OUTPUT

200mV/DIV

2µs/DIV

60

50

40

COUNT

30

20

10

0

–6 6420–2–4

09415-115

35

30

25

20

COUNT

15

10

5

GAIN DRIFT (ppm/°C)

图24. 增益漂移分布图

09415-119

50

40

30

COUNT

20

10

0

–150 150100500–50–100

1µs/DIV

V

(µV)

OSI

图23. 输入失调电压分布图

0

–0.6 0.60.40.20–0.2–0.4

09415-116

OFFSET DRIFT (µV/°C)

09415-117

图25. 输入失调漂移分布图图22. 共模阶跃响应(上升)

09415-118

Rev. A | Page 9 of 12

AD8219

工作原理

放大器内核

在典型应用中，AD8219放大由分流电阻中流过的负载电流
产生的小差分输入电压。AD8219能够抑制高共模电压(最
高80 V)，并提供以地为参考的缓冲输出，以便与模数转换
器(ADC)连接。图26显示了AD8219简化的电气原理图。

4V TO 80V

GND

V

S

R4

I

LOAD

LOAD

TO

80V

V

2

V

1

4V

SHUNT

–IN

+IN

图26. 简化原理图

AD8219配置为差动放大器。传递函数为：

OUT = (R4/R1) × (V1 − V2)

电阻R4和R1的匹配精度为0.01%，阻值分别为1.5 MΩ和
25 kΩ；这意味着AD8219的输入到输出总增益为60 V/V，

之间的压差为分流电阻两端的压差，即VIN。因此，

V

1与V2

AD8219的输入至输出传递函数为：

OUT = (60) × (V

)

IN

R1

R2

AD8219

LDO

OUT

R3

GND

09415-024

电源连接

AD8219包含一个内部LDO，使用户可以将VS引脚连接至
输入端，或者在引脚2 (V

)处利用独立的电源来驱动器件。

S

电源引脚的输入范围等于输入共模范围，即4 V至80 V。用
户必须确保V
源，后者的电压范围为4 V至80 V，V

始终连接至引脚+IN或者独立的低阻抗电

S

引脚不能悬空。

S

输出箝位

当应用中的输入共模电压高于5.6 V时，AD8219的内部LDO
输出也将达到最大值(5.6 V)，这是AD8219的最大输出电
压。在典型应用中，AD8219的输出端与转换器接口，可将
器件的输出电压箝位至5.6 V，确保ADC输入端不会因为过
压太大而受损。

输出线性度

在共模电压可能会大幅变化的所有电流检测应用中，无论
输入差分或共模电压为何值，电流传感器都必须保持额定
输出线性度。即使差分输入电压非常小，AD8219也能保持
非常高的输入到输出线性度。

0.7

0.6

0.5

0.4

AD8219能够精确放大输入差分信号，抑制高共模电压(4 V
至80 V)。

主放大器采用新颖的零漂移架构，器件具有出色的温度稳
定性。失调漂移典型值小于±100 nV/°C，因此其精度和动
态范围极佳。

0.3

OUTPUT VOLTAGE (V)

0.2

0.1

0

123456789

DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (mV)

0

10

09415-127

图25. 输入失调漂移分布图

无论共模大小，只要输入差分至少为1 mV，AD8219就能提
供正确的输出电压。这种能力使得AD8219能在任何电流检
测应用中实现最佳的动态范围、精度和灵活性。

Rev. A | Page 10 of 12

8

应用信息

AD8219

高端电流检测

在该配置中，分流电阻以电池为参考(见图28)。电流检测
放大器的输入端存在高压。当分流电阻以电池为参考时，
AD8219产生线性地参考模拟输出。

I

LOAD

4V

TO

80V

图28所示为电源引脚V
种模式下，只要输入引脚处的共模电压处于4 V至80 V范围
内，内部LDO就会驱动AD8219。另外，V
电源，其电压范围为4 V至80 V，如图29所示。

4V

TO

0V

+IN

SHUNT

–IN

LOAD

AD8219

GND

I

LOAD

SHUNT

OUTV

–IN

09415-026

也可连接至独立

S

LOAD

S

图28. 电池参考分流电阻

，直接连至正输入引脚(+IN)。在这

S

+IN

电机控制电流检测

对于电机控制应用，AD8219是一款实用、精确的高端电流
检测解决方案。在分流电阻以电池为参考并且电流单向流
动时(如图30所示)，只要以下电路中的电池电压处于4 V至
80 V范围内，AD8219无需其他电源引脚就能监控电流。

BATTERY

I

MOTOR

+IN

–IN

AD8219

OUTV

S

GND

图30. 电机控制中的高端电流检测

MOTOR

09415-027

TO

80V

4V

AD8219

S

图29. 独立电源工作

OUTV

GND

09415-029

Rev. A | Page 11 of 12

AD8219

外形尺寸

3.20

3.00

2.80

PIN 1

IDENTIFIER

0.95

0.85

0.75

0.15

0.05

COPLANARITY

3.20

3.00

2.80

8

5

5.15

4.90

4

0.40

0.25

4.65

1.10 MAX

6°
0°

1

0.65 BSC

0.10

COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA

图31. 8引脚超小型封装[MSOP]

(RM-8)

图示尺寸单位：mm

15° MAX

0.23

0.09

0.80

0.55

0.40

10-07-2009-B

订购指南

型号1 温度范围 封装描述 封装选项 标识

AD8219BRMZ −40°C 至 +125°C 8引脚超小型封装[MSOP] RM-8 Y3S
AD8219BRMZ-RL −40°C 至 +125°C 8引脚超小型封装[MSOP] RM-8 Y3S

1

Z = 符合RoHS标准的器件。

©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D09415sc-0-6/11(A)

Rev. A | Page 12 of 12