ST LM2902W User Manual

LM2902W

Low-power quad operational amplifier

Features

Wide gain bandwidth: 1.3 MHz

Input common-mode voltage range includes negative rail

Large voltage gain: 100 dB

Very low supply current per amplifier: 375 µA

Low input bias current: 20 nA

Low input offset current: 2 nA

ESD internal protection: 800 V

Wide power supply range

Single supply: +3 V to +30 V

Dual supplies: ±1.5 V to ±15 V

Description

This circuit consists of four independent, highgain, internally frequency-compensated operational amplifiers designed especially for automotive and industrial control systems.

The device operates from a single power supply over a wide range of voltages. Operation from split power supplies is also possible and the low power supply current drain is independent of the magnitude of the power supply voltage.

All the pins are protected against electrostatic discharges up to 800 V.

N

DIP14

(Plastic package)

D

SO-14

(Plastic micropackage)

P

TSSOP14

(Thin shrink small outline package)

Pin connections (top view)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

February 2012

Doc ID 9922 Rev 8

1/17

www.st.com

Absolute maximum ratings and operating conditions

LM2902W

 

 

1 Absolute maximum ratings and operating conditions

Table 1.

Absolute maximum ratings

 

 

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

VCC

Supply voltage

±16 to 32

V

Vid

Differential input voltage

+32

V

Vi

Input voltage

-0.3 to VCC+ + 0.3

V

 

Output short-circuit to ground (1)

Infinite

 

Iin

Input current (2)

50

mA

Tstg

Storage temperature range

-65 to +150

°C

 

Thermal resistance junction to ambient(3)

 

 

Rthja

SO-14

105

°C/W

TSSOP14

100

 

 

 

DIP14

80

 

 

 

 

 

 

Thermal resistance junction to case(3)

 

 

Rthjc

SO-14

31

°C/W

TSSOP14

32

 

 

 

DIP14

33

 

 

 

 

 

 

HBM: human body model(4)

800

V

ESD

MM: machine model(5)

100

V

 

CDM: charged device model(6)

1500

V

1.Short-circuits from the output to VCC+ can cause excessive heating and potential destruction. The maximum output current is approximately 20 mA, independent of the magnitude of VCC+

2.This input current only exists when the voltage at any of the input leads is driven negative. It is due to the collector-base junction of the input PNP transistor becoming forward biased and thereby acting as input diode clamps. In addition to this diode action, there is also NPN parasitic action on the IC chip. This

transistor action can cause the output voltages of the op-amps to go to the VCC voltage level (or to ground for a large overdrive) for the time during which an input is driven negative. This is not destructive and normal output is restored for input voltages higher than -0.3 V.

3.Rthja/c are typical values.

4.Human body model: a 100 pF capacitor is charged to the specified voltage, then discharged through a 1.5kΩ resistor between two pins of the device. This is done for all couples of connected pin combinations while the other pins are floating.

5.Machine model: a 200 pF capacitor is charged to the specified voltage, then discharged directly between two pins of the device with no external series resistor (internal resistor < 5Ω). This is done for all couples of connected pin combinations while the other pins are floating.

6.Charged device model: all pins and the package are charged together to the specified voltage and then discharged directly to the ground through only one pin. This is done for all pins.

Table 2.

Operating conditions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

Parameter

 

 

 

 

Value

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

Supply voltage

 

 

 

3 to 30

 

V

 

Common mode input voltage range

V

 

- to V

 

+

- 1.5

 

Vicm

 

 

 

 

 

 

CC

-

 

CC

+

V

T

 

T

 

T

V

 

to V

 

 

min

amb

CC

 

CC

- 2

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

Toper

Operating free-air temperature range

 

 

-40 to +125

°C

2/17

Doc ID 9922 Rev 8

LM2902W

Circuit schematics

 

 

2 Circuit schematics

Figure 1. Schematic diagram (1/4 LM2902)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Doc ID 9922 Rev 8

3/17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

 

 

LM2902W

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

Table 3. VCC+= 5 V, VCC-= ground, VO= 1.4 V, Tamb= 25° C

 

 

 

 

 

 

(unless otherwise stated)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

 

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM2902W

 

 

2

7

 

 

Vi o

Input offset voltage (1)

 

LM2902AW

 

 

 

2

 

mV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax LM2902W

 

 

9

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax LM2902AW

 

 

4

 

 

DVio

Input offset voltage drift

 

 

 

 

 

 

7

30

 

µV/°C

Iio

Input offset current

 

Tamb = +25°C

 

2

30

 

nA

 

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

DIio

Input offset current drift

 

 

 

 

 

 

10

200

 

pA/°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iib

Input bias current(2)

 

Tamb = +25°C

 

20

150

 

nA

 

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

+ = +15V, R = 2kΩ,

50

100

 

 

 

 

 

 

 

CC

 

L

 

 

 

 

 

 

Vo = 1.4V to 11.4V, Tamb = + 25°C

 

 

 

 

 

Avd

Large signal voltage gain

 

 

 

 

 

 

V/mV

 

VCC+ = +15V, RL = 2kΩ,

 

 

 

 

 

 

 

Vo = 1.4V to 11.4V,

25

 

 

 

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

 

 

 

 

 

SVR

Supply voltage rejection ratio

 

RS ≤ 10kΩ,

Tamb =+ 25°C

65

110

 

 

dB

 

RS ≤ 10kΩ, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tamb = +25°C, VCC+ = +5V

 

0.7

1.2

 

 

ICC

Supply current

 

Tamb = +25°C, VCC+ = +30V

 

1.5

3

 

mA

(all op-amps, no load)

 

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax, VCC+ = +5V

 

0.9

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax, VCC+ = +30V

 

1.5

3

 

 

CMR

Common-mode rejection ratio

 

RS ≤ 10kΩ,

Tamb = +25°C

70

80

 

 

dB

 

RS ≤ 10kΩ, Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Io

Output short-circuit current

 

Vid = +1V, VCC+ = +15V, Vo = +2V

20

40

70

 

mA

Isink

Output sink current

 

Vid = -1V, VCC+ = +15V, Vo = +2V

10

20

 

 

mA

 

Vid = -1V, VCC+ = +15V, Vo = +0.2V

12

50

 

 

µA

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC+ = 30V, RL = 2kΩ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tamb

= +25°C

26

27

 

 

 

 

 

 

 

Tmin

≤ Tamb ≤ Tmax

26

 

 

 

 

VOH

High level output voltage

 

VCC+ = 30V, RL = 10kΩ:

 

 

 

 

V

 

 

T

= +25°C,

27

28

 

 

 

 

 

 

amb

≤ Tamb ≤ Tmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tmin

27

 

 

 

 

 

 

 

VCC+ = 5V, RL = 2kΩ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tamb = +25°C

3.5

 

 

 

 

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

3

 

 

 

 

4/17

Doc ID 9922 Rev 8

LM2902W

 

 

 

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 3. VCC+= 5 V, VCC-= ground, VO= 1.4 V, Tamb= 25° C

 

 

 

 

 

 

(unless otherwise stated) (continued)

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

 

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOL

Low level output voltage

RL = 10kΩ,

Tamb = +25°C

 

 

5

20

mV

RL = 10kΩ,

Tmin ≤ Tamb ≤ Tmax

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC+ = 15V, Vin = 0.5 to 3V,

 

 

 

 

 

SR

Slew rate

RL = 2kΩ, CL = 100pF, unity gain

0.24

 

0.4

 

V/µs

 

 

Tmin < Top < Tmax

0.14

 

 

 

 

GBP

Gain bandwidth product

VCC+ = 30V, Vin = 10mV, RL = 2kΩ,

 

 

1.3

 

MHz

 

 

CL = 100pF

 

 

 

 

 

 

THD

Total harmonic distortion

f = 1kHz, AV = 20dB, RL = 2kΩ,

 

 

0.015

 

%

 

 

Vo = 2Vpp, CL= 100pF, VCC+= 30V

 

 

 

 

 

en

Equivalent input noise voltage

f = 1kHz, RS = 100Ω, VCC+ = 30V

 

 

40

 

nV/Hz

 

 

 

 

 

 

 

 

VO1/VO2

Channel separation (3)

1kHz ≤ f ≤ 20kHz

 

 

120

 

dB

1.VO = 1.4 V, RS = 0 Ω, 5 V < VCC+ < 30 V, 0 V < Vic < VCC+ - 1.5 V.

2.The direction of the input current is out of the IC. This current is essentially constant, independent of the state of the output, so there is no change in the load on the input lines.

3.Due to the proximity of external components ensure that stray capacitance does not cause coupling between these external parts. This typically can be detected as this type of capacitance increases at higher frequencies.

Doc ID 9922 Rev 8

5/17

ST LM2902W User Manual

Electrical characteristics

LM2902W

 

 

Figure 2. Input bias current vs. Tamb

Figure 3. Input voltage range

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

Figure 4.

Current limiting

Figure 5.

 

Supply current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 6. Gain bandwidth product

Figure 7. Voltage follower pulse response

 

(VCC = 15 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

4

 

 

 

 

 

VOLTAGE(V)

3

 

RL

2 kΩ

 

OUTPUT

 

VCC = +15V

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

(V)

2

 

 

 

 

INPUT

VOLTAGE

1

 

 

 

 

0

10

20

30

40

 

 

TIME (μ s)

 

 

 

 

 

 

 

 

6/17

Doc ID 9922 Rev 8

Loading...
+ 11 hidden pages