110 uA Selectable Gain Amplifier - Microchip...

MCP6G01/1R/1U/2/3/4110 µA可选择增益运算放大器

特性• 3 个增益选择：

- +1， +10， +50 V/V• 每个运放提供一个增益选择输入

• 轨到轨输入和输出

• 低增益误差：±1% （大值）

• 高带宽：250 kHz 至 900 kHz （典型值）

• 低电源电流：110 µA （典型值）

• 单电源供电：1.8V 至 5.5V• 扩展级温度范围：-40°C 至 +125°C

典型应用

• A/D 转换驱动器

• 工业仪器

• 条形码阅读器

• 仪表

• 数码相机

框图

概述

Microchip的MCP6G01/1R/1U/2/3/4是模拟可选择增益运算放大器（Selectable Gain Amplifier， SGA）。它们可通过增益选择输入引脚配置成具有 +1 V/V，+10 V/V或+50 V/V的增益放大倍数。MCP6G03片选引脚可以将运放置于关断模式，以降低功耗。这些SGA是专为需要合理的静态电流和速度的单电源应用而优化设计的。

单路运放 MCP6G01， MCP6G01R， MCP6G01U 和MCP6G03 提供 5 引脚 SOT-23 封装。双路运放MCP6G02 提供 8 引脚 SOIC 和 MSOP 封装。四路运放MCP6G04提供14引脚SOIC和TSSOP封装。所有这些器件可工作在-40°C 到 +125°C 温度范围。

封装类型

VOUT

VDD

GSEL

VIN

VSS

3RF

RG增益选择逻辑

增益开关

梯级电阻

（R

LAD）

增益（V/V）

GSEL 电压（典型值）（V）

1 VDD/2 （或开路）

10 050 VDD

注：假定为 0V。

CS（仅 MCP6G03）

5 MΩ

VIN

GSEL

VSS

VOUT

VDD

1234

8765

NC

NC

NC

GSELA

VOUTA

VINA

GSELC

VINC

1234

14131211 VSS

VOUTC

GSELD

567

1098

VDD

GSELB

VOUTD

VOUTB

VIND

VINB

MCP6G01SOIC, MSOP

VINA

GSELA

VSS

GSELB

VOUTB

1234

8765

VDD

VINB

VOUTA

MCP6G02SOIC, MSOP

MCP6G04SOIC, TSSOP

VIN

GSEL

VSS

VOUT

VDD

1234

8765

CS

NC

NC

MCP6G03SOIC, MSOP

VDD

1

2

3

5

4

VSSVOUT

VIN GSEL

MCP6G01RSOT-23-5

VSS

1

2

3

5

4

VDDVIN

GSEL VOUT

MCP6G01USOT-23-5

VSS

1

2

3

5

4

VDDVOUT

VIN GSEL

MCP6G01SOT-23-5

2007 Microchip Technology Inc. DS22004B_CN 第 1 页

MCP6G01/1R/1U/2/3/4

1.0 电气特性

绝对大额定值 †VDD – VSS ........................................................................7.0V模拟输入引脚电流（VIN）..................................................±2 mA模拟输入（VIN）†† .......................VSS – 1.0V 至 VDD + 1.0V其他输入和输出引脚.......................VSS – 0.3V 至 VDD + 0.3V输出短路电流................................................................... 连续

输出和电源引脚电流 ......................................................... ±30 mA存储温度....................................................... -65°C 至 +150°C结温 .............................................................................+150°C所有引脚 ESD 保护 (HBM ； MM) ..................... ≥4 kV，200V

† 注：如果器件运行条件超过上述各项绝对大额定值，可能

对器件造成永久性损坏。上述参数仅是允许条件的极大值，我

们不建议使器件在该条件下或在技术规范以外的条件下运行。

器件长时间工作在绝对大额定值条件下，其稳定性可能受到

影响。

†† 请参考第 4.1.4 节 “输入电压和电流限制”。

直流电气特性电气特性说明：除非另外说明，否则 TA = +25°C， VDD = +1.8V 至 +5.5V， VSS = GND， G = +1 V/V，VIN = (0.3V)/G， RL = 100 kΩ 连至 VDD/2， GSEL = VDD/2，并且 CS 连接到低电平。

参数符号小值典型值大值单位测试条件

运放输入（VIN）

输入失调电压 VOS –4.5 ±1.0 +4.5 mV G = +1— ±1.0 — mV G = +10， +50

输入失调电压漂移 ∆VOS/∆TA — ±2 — µV/°C G = +1， TA = -40°C 至 +125°C电源抑制比 PSRR 65 80 — dB G = +1 （注 1）输入偏置电流 IB — 1 — pA不同温度时输入偏置电流 IB — 30 — pA TA = +85°C

IB — 1000 5000 pA TA = +125°C输入阻抗 ZIN — 1013||6 — Ω||pF运放增益

标称增益 G — 1 到 50 — V/V +1， +10 或 +50直流增益误差 G = +1 gE –0.3 — +0.3 % VOUT18

≈ 0.3V 至 VDD − 0.3VG ≥ +10 gE –1.0 — +1.0 % VOUT ≈ 0.3V 至 VDD − 0.3V

直流增益漂移 G = +1 ∆G/∆TA — ±1 — ppm/°C TA = -40°C 至 +125°CG ≥ +10 ∆G/∆TA — ±4 — ppm/°C TA = -40°C 至 +125°C

梯级电阻值（注 1）梯级电阻值 RLAD 200 350 500 kΩ

梯级电阻值

随温度变化

∆RLAD/∆TA — –1800 — ppm/°C TA = -40°C 至 +125°C

运放输出

直流输出非线性 G = +1 VONL –0.2 — +0.2 % of FSR VOUT = 0.3V 至 VDD – 0.3V,VDD = 1.8V

VONL –0.1 — +0.1 % of FSR VOUT = 0.3V 至 VDD – 0.3V,VDD = 5.5V

直流输出非线性， G = +10， +50 VONL –0.05 — +0.05 % of FSR VOUT = 0.3V 至 VDD – 0.3V大输出电压摆幅 VOH, VOL VSS+10 — VDD–10 mV G = +1， 0.3V 输出过载

VOH, VOL VSS+10 — VDD–10 mV G ≥ +10， 0.5V 输出过载

短路电流 ISC — ±7 — mA VDD = 1.8VISC — ±20 — mA VDD = 5.5V

注 1： RLAD （图 4-1 中 RF+RG）连接到 VSS， VOUT 以及内部运放的反相输入端。由于 VSS 耦合到内部运放， PSRR 参数仅描述 PSRR+。推荐 VSS 引脚直接连到地以避免噪声问题。

2： IQ 包含 RLAD 电流（VOUT = 0.3V 时典型值为 0.6 µA），不包含数字开关电流。

DS22004B_CN 第 2 页 2007 Microchip Technology Inc.

MCP6G01/1R/1U/2/3/4

电源电压

供电电压 VDD 1.8 — 5.5 V静态电流 / 每运放 IQ 60 110 170 µA IO = 0 （注 2）

直流电气特性（续）电气特性说明：除非另外说明，否则 TA = +25°C， VDD = +1.8V 至 +5.5V， VSS = GND， G = +1 V/V，VIN = (0.3V)/G， RL = 100 kΩ 连至 VDD/2， GSEL = VDD/2，并且 CS 连接到低电平。


注 1： RLAD （图 4-1 中 RF+RG）连接到 VSS， VOUT 以及内部运放的反相输入端。由于 VSS 耦合到内部运放， PSRR 参数仅描述 PSRR+。推荐 VSS 引脚直接连到地以避免噪声问题。

2： IQ 包含 RLAD 电流（VOUT = 0.3V 时典型值为 0.6 µA），不包含数字开关电流。

交流电气特性电气特性说明：除非另外说明，否则 TA = +25°C， VDD = +1.8V 至 +5.5V， VSS = GND， G = +1 V/V，VIN = (0.3V)/G， RL = 100 kΩ 连至 VDD/2， CL = 60 pF， GSEL = VDD/2，以及 CS 连接到低电平。


频率响应

-3dB 带宽 BW — 900 — kHz G = +1， VOUT < 100 mVP-P （注 1）BW — 350 — kHz G = +10， VOUT < 100 mVP-P （注 1）BW — 250 — kHz G = +50， VOUT < 100 mVP-P （注 1）

增益峰值 GPK — 0.3 — dB G = +1， VOUT < 100 mVP-P

GPK — 0 — dB G = +10， VOUT < 100 mVP-P

GPK — 0.7 — dB G = +50， VOUT < 100 mVP-P

总谐波失真和噪声

f = 1 kHz， G = +1 V/V THD+N — 0.0029 — % VOUT = 1.75V ± 1.4VPK， VDD = 5.0V， BW = 80 kHz

f = 1 kHz， G = +10 V/V THD+N — 0.18 — % VOUT = 2.5V ± 1.4VPK， VDD = 5.0V，BW = 80 kHz

f = 1 kHz， G = +50 V/V THD+N — 1.3 — % VOUT = 2.5V ± 1.4VPK， VDD = 5.0V， BW = 80 kHz

阶跃响应

压摆率 SR — 0.50 — V/µs G = 1SR — 2.3 — V/µs G = 10SR — 4.5 — V/µs G = 50

噪声

输入噪声电压 Eni — 9 — µVP-P f = 0.1 Hz 至 10 Hz （注 2）Eni — 50 — µVP-P f = 0.1 Hz 至 30 kHz （注 2）

输入噪声电压密度 eni — 38 — nV/√Hz G = +1 V/V， f = 10 kHz （注 2）eni — 46 — nV/√Hz G = +10 V/V， f = 10 kHz （注 2）eni — 41 — nV/√Hz G = +50 V/V， f = 10 kHz （注 2）

输入噪声电流密度 ini — 4 — fA/√Hz f = 10 kHz

注 1：参见表 4-1 了解典型值，参见图 2-31 了解频率响应与增益关系。

2： Eni 和 eni 包含梯级电阻热噪声。


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数字电气特性

电气特性说明：除非另外说明，否则 TA = 25°C， VDD = +1.8V 至 +5.5V， VSS = GND， G = +1 V/V， VIN = (0.3V)/G，

RL = 100 kΩ 连至 VDD/2， CL = 60 pF， GSEL = VDD/2，以及 CS 连接到低电平。


CS 低电平规范

CS 逻辑门限，低电平 VCSL 0 — 0.2VDD V CS = 0V

CS 输入电流，低电平 ICSL — 30 — pA CS = 0V

CS 高电平规范

CS 逻辑门限，高电平 VCSH 0.8VDD — VDD V CS = VDD

CS 输入电流，高电平 ICSH — 0.8 — µA CS = VDD = 5.5V

静态电流 / 每运放，

关断模式（IDD）IDD_SHDN — 120 — pA CS = VDD， MCP6G03

静态电流 / 每运放，

关断模式（ISS）（注 3）ISS_SHDN — –2.4 — µA CS = VDD = 1.8V， MCP6G03

ISS_SHDN — –7.2 — µA CS = VDD = 5.5V， MCP6G03

CS 动态规范

输入电容 CCS — 10 — pF

输入上升 / 下降时间 tCSRF — — 2 µs （注 2）

CS 低电平到放大器输出有效之间的

导通时间

tCSON — 40 — µs G = +1 V/V， VDD = 1.8V，VIN = 0.9VDDCS = 0.2VDD 到 VOUT = 0.8VDD

tCSON — 7 — µs G = +1 V/V， VDD = 5.5V，VIN = 0.9VDDCS = 0.2VDD 到 VOUT = 0.8VDD

CS 高电平到放大器输出呈现高阻的

关断时间tCSOFF — 30 — µs G = +1 V/V， VIN = VDD/2，

CS = 0.8VDD 到 VOUT = 0.1VDD/2

迟滞 VCSHY — 0.40 — V VDD = 1.8V

VCSHY — 0.55 — V VDD = 5.5V

GSEL 规范 ( 注 1)

GSEL 逻辑门限，低电平 VGSL 0.15VDD — 0.35VDD V 增益在 1 和 10 间变化，

IGSEL = 0

GSEL 逻辑门限，高电平 VGSH 0.65VDD — 0.85VDD V 增益在 1 和 50 间变化，

IGSEL = 0

GSEL 输入电流，低电平 IGSL –10 — –1.5 µA GSEL 电压 = 0.3VDD

GSEL 输入电流，高电平 IGSH +1.5 — +10 µA GSEL 电压 = 0.7VDD

GSEL 动态规范（注 1）

输入电容 CGSEL — 8 — pF

输入上升 / 下降时间 tGSRF — — 10 µs （注 2）

迟滞 VGSHY — 45 — mV VDD = 1.8V

VGSHY — 95 — mV VDD = 5.5V

GSEL 低电平至有效输出时间，

G = +1 至 +10tGSL1 — 10 — µs VIN = 150 mV，

GSEL = 0.25VDD 至 VOUT = 1.37V

GSEL 中位电平至有效输出时间，

G = +10 至 +1tGSM10 — 12 — µs VIN = 150 mV，


GSEL 高电平至有效输出时间，

G = +1 至 +50tGSH1 — 9 — µs VIN = 30 mV，


注 1： GSEL 为三电平输入引脚。当电压为低时，增益为 10 ；当电压为一半时，增益为 1 ；高电压时，增益为 50。2：未经生产测试，由设计和性能保证。

3： ISS_SHDN 包含流过 CS 引脚， RL 和 RLAD 的电流，但不包含数字开关电流。前页的框图显示了这些电流流到 VSS 的路

径。


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

图 1-1：增益选择时序图

GSEL 中位电平至有效输出时间，

G = +50 至 +1tGSM50 — 8 — µs VIN = 30 mV，


GSEL 高电平至有效输出时间，

G = +10 至 +50tGSH10 — 12 — µs VIN = 30 mV，


GSEL 低电平至有效输出时间，

G = +50 至 +10tGSL50 — 9 — µs VIN = 30 mV，


数字电气特性（续）电气特性说明：除非另外说明，否则 TA = 25°C， VDD = +1.8V 至 +5.5V， VSS = GND， G = +1 V/V， VIN = (0.3V)/G，

RL = 100 kΩ 连至 VDD/2， CL = 60 pF， GSEL = VDD/2，以及 CS 连接到低电平。


注 1： GSEL 为三电平输入引脚。当电压为低时，增益为 10 ；当电压为一半时，增益为 1 ；高电压时，增益为 50。2：未经生产测试，由设计和性能保证。

3： ISS_SHDN 包含流过 CS 引脚， RL 和 RLAD 的电流，但不包含数字开关电流。前页的框图显示了这些电流流到 VSS 的路

径。

温度特性电气特性说明：除非另外说明，否则 VDD = +1.8V 至 +5.5V， VSS = GND。


温度范围

指定温度范围 TA –40 — +125 °C工作温度范围 TA –40 — +125 °C ( 注 1)存储温度范围 TA –65 — +150 °C封装热阻

热阻， 5 引脚 SOT-23 θJA — 256 — °C/W热阻， 8 引脚 SOIC θJA — 163 — °C/W热阻， 8 引脚 MSOP θJA — 206 — °C/W热阻， 14 引脚 SOIC θJA — 120 — °C/W热阻， 14 引脚 TSSOP θJA — 100 — °C/W

注 1： MCP6G01/1R/1U/2/3/4 系列 SGA 的工作温度可以超过这个范围，但是不能使 TJ 超过大结温（+150°C）。

GSEL

VOUT

tGSL1

0.15V

1.50V

VIN0.150V

0.030V

0.15V

tGSM10

0.03V

1.50V

tGSH1

0.03V

tGSM50

0.30V

1.50V

tGSH10

0.30V

tGSL50


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

图 1-2： SGA 片选时序图

CS

tCSOFF

VOUT

tCSON

高阻高阻

IDD 120 pA（典型值）110 µA（典型值）

0.9VDD

ISS–VDD / 7 MΩ（典型值）

–110 µA（典型值）

ICS 30 pA（典型值）VDD / 7 MΩ（典型值）


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
1.1 直流输出电压参数 / 模型
1.1.1 理想模型

理想 SGA 输出电压（VOUT）为（见图 1-3）：

公式 1-1：

在没有增益或失调误差时这个公式成立。

1.1.2 线性模型

SGA的线性工作区域如图 1-3中VO_LIN线表示，VO_LIN包含失调和增益误差，但不包含非线性误差。

公式 1-2：

这个连线的两个端点分别是离电源轨 0.3V 的两点

（VO_ID = 0.3V 和 VDD – 0.3V）。与图 1-3 有关的增益误差和输入失调电压参数（在电气参数表中）如下：

公式 1-3：

输入失调参数 VOS 测试条件为 G = +1 V/V。

直流增益漂移（∆G/∆TA）通过计算 gE 随温度变化而得到。如下列公式式所示：

公式 1-4：

图 1-3：输出电压模型

1.1.3 输出非线性

图 1-4 显示了输出电压的积分非线性（INL）。 INL 是VO_LIN 线无法反映的输出电压非线性误差：

公式 1-5：

与图 1-4 相关的输出非线性参数（在电气参数表中，单位为 FSR 的百分比）定义如下：

公式 1-6：

需留意满量程范围（FSR）为 VDD – 0.6V （0.3V 至VDD – 0.3V）。

其中：

G 为标称增益

VO_ID GVIN=

VREF VSS 0V= =

VO_LIN G 1 gE+( ) VIN0.3VG------------ VOS+−

0.3V+=

VREF VSS 0V= =

其中：

G 为标称增益

gE 为增益误差

VOS 为输入失调电压

gE 100%V2 V1−

VDD 0.6V−------------------------------⋅=

VOSV1

G 1 gE+( )------------------------,= G +1=

其中：

V1 VOUT VO_ID,−= VO_ ID 0.3V=

V2 VOUT VO_ID,−= VO_ ID VDD 0.3V∠=

G∆ TA∆⁄ GgE∆TA∆----------,⋅= 单位为 V/V/°C

G∆ TA∆⁄ 100%gE∆TA∆----------,⋅= 单位为 %/°C

0

00.3

VDD-0.3

VDD

V OUT

VOUT(V)

VIN(V)0.3 VDD-0.3 VDD

GG G

V1

V O_IDV O_LIN

V2

INL VOUT VO_LIN−=

VONL 100%max V3 V4,( )VDD 0.6V−-------------------------------⋅=

V3 max INL−( )=

其中：

V4 max INL( )=


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

图 1-4：输出电压 INL

0

INL(V)

VIN(V)0.3 VDD-0.3 VDD

GG G0

V3

V4


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

2.0 典型工作特性曲线

注：除非另外声明，否则 TA = +25°C，VDD = +1.8V 到 +5.5V，VSS = GND，G = +1 V/V，VIN = (0.3V)/G，RL = 100 kΩ连接至 VDD/2， CL = 60 pF， GSEL = VDD/2 和 CS 连接至低电平。

图 2-1： G = +1 时直流增益误差

图 2-2： G ≥ +10 时直流增益误差

图 2-3：输入失调电压

图 2-4： G = +1 时直流增益漂移

图 2-5： G ≥ +10 时直流增益漂移

图 2-6：输入失调电压漂移

注：以下图表为基于有限数量样本所作的统计，仅供参考。所列特性未经测试，我公司不作任何担保。在一些

图表中，所列数据可能超出规定的工作范围（如：超出规定的电源电压范围），因而不在担保范围内。

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

-0.2

8-0

.24

-0.2

0-0

.16

-0.1

2-0

.08

-0.0

40.

000.

040.

080.

120.

160.

200.

240.

28DC Gain Error (%)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 2460 Samples

G = +1

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1 0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

DC Gain Error (%)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 4916 Samples

G ≥ +10

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%20%

-4.5

-3.5

-2.5

-1.5

-0.5 0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

Input Offset Voltage (mV)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 2460 Samples

G = +50G = +10G = +1

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

DC Gain Drift (ppm/°C)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 2459 Samples

G = +1TA = -40 to +125°C

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

-14

-12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14

DC Gain Drift (ppm/°C)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 4912 Samples

G ≥ +10TA = -40 to +125°C

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%20%22%

-12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12

Input Offset Voltage Drift (µV/°C)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 1612 Samples

G = +1, +10, +50TA = -40 to +125°C


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-7： MCP6G01/1R/1U/2/3/4 系列显示在过载时没有相位翻转

图 2-8： PSRR —温度曲线

图 2-9：输入噪声电压密度—频率曲线

图 2-10： G = 50 时交调—频率曲线（参考图 4-7 中电路）

图 2-11： PSRR —频率曲线

图 2-12：静态电流—电源电压曲线

-1

0

1

2

3

4

5

6

0.0E+00 1.0E-03 2.0E-03 3.0E-03 4.0E-03 5.0E-03 6.0E-03 7.0E-03 8.0E-03 9.0E-03 1.0E-02

Time (1 ms/div)

Inpu

t, O

utpu

t Vol

tage

(V) VDD = 5.0V

G = +1 V/VVIN

VOUT

70

80

90

100

110

120

-50 -25 0 25 50 75 100 125Ambient Temperature (°C)

PSR

R (d

B)

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000 10000 100000Frequency (Hz)

Inp

ut

No

ise

Vo

ltag

e D

ensi

ty

(nV

/H

z)

1k 10k 100k1 10 1000.1

G = +1= +10= +50

-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

0

1.E+03 1.E+04 1.E+05Frequency (Hz)

Cro

ssta

lk, I

nput

Ref

erre

d (d

B)

1k 100k10k

VDD = 5.0VG = 50 V/V

RS = 0 Ω

RS = 1 MΩRS = 100 kΩRS = 10 kΩ

20

30

40

50

60

70

80

90

100 1000 10000 100000Frequency (Hz)

Pow

er S

uppl

y R

ejec

tion

Rat

io(d

B)

Input Referred

G = 1

G = 10

G = 50

VDD = 1.8V

VDD = 5.5V

100 1k 10k 100k

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5Power Supply Voltage (V)

Qui

esce

nt C

urre

nt (m

A)

TA = +25°CTA = –40°C

TA = +125°CTA = +85°C


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-13：关断模式下静态电流（ISS） —电源电压曲线

图 2-14：输入偏置电流—温度曲线

图 2-15：输入偏置电流—输入电压曲线

图 2-16：关断模式下静态电流（ISS） —温度曲线

图 2-17：输入偏置电流—输入电压曲线

图 2-18：输出短路电流—电源电压曲线

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0


Qui

esce

nt C

urre

nt in

Shut

dow

n (µ

A)

In Shutdown ModeVIN = VDD/2

CS = VDD

ISS_SHDN

1

10

100

1,000

55 65 75 85 95 105 115 125

Ambient Temperature (°C)

Inpu

t Bia

s C

urre

nt (p

A) VDD = 5.5V

VIN = VDD

1

10

100

1,000

10,000

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5Input Voltage (V)

Inpu

t Bia

s C

urre

nt (p

A)

TA = +85°C

VDD = 5.5V

TA = +125°C

-9-8-7-6-5-4-3-2-10


Qui

esce

nt C

urre

nt in

Shut

dow

n (µ

A)

In Shutdown ModeVIN = VDD/2

VDD = 5.5V

VDD = 1.8V

1.E-121.E-111.E-101.E-091.E-081.E-071.E-061.E-051.E-041.E-031.E-02

-1.0 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0Input Voltage (V)

Inpu

t Cur

rent

Mag

nitu

de (A

)

+125°C+85°C+25°C-40°C

10m1m

100µ10µ1µ

100n10n

1n100p10p

1p

0

5

10

15

20

25

30


Out

put S

hort

Circ

uit C

urre

ntM

agni

tude

(mA

)

TA = –40°CTA = +25°CTA = +85°CTA = +125°C


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-19： VDD = 1.8V 时输出电压误差—理想输出电压曲线

图 2-20：输出电压容限—输出 + 梯级电流曲线（参考图 4-4 电路）

图 2-21：输出阻抗—频率曲线

图 2-22： VDD = 5.5V 时输出电压误差—理想输出电压曲线

图 2-23：输出电压容限—温度曲线

图 2-24：梯级电阻阻值漂移

-3

-2

-1

0

1

2

3

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8Ideal Output Voltage; GVIN (V)

Out

put E

rror

, Inp

ut R

efer

red;

V OU

T/G

?V

IN (m

V)

VDD = +1.8VRepresentative Part

G = +1

G = +10G = +50

1

10

100

1000

0.01 0.1 1 10Output Current Magnitude (mA)

Out

put V

olta

ge H

eadr

oom

;V D

D –

VO

H a

nd V

OL –

VSS

(mV)

VDD = +5.5VVDD – VOH

VDD = +1.8V

VOL – VSS

1.E+02

1.E+03

1.E+04

1.E+05

1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07Frequency (Hz)

Ou

tpu

t Im

ped

ance

Mag

nit

ud

e(

)

G = 50= 10= 1

100

1k

100k

10k

1M100k10k 10M

-3

-2

-1

0

1

2

3

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5Ideal Output Voltage; GVIN (V)

Out

put E

rror

, Inp

ut R

efer

red;

V OU

T/G

?V

IN (m

V)

VDD = +5.5VRepresentative Part

G = +1

G = +10G = +50

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0


Out

put V

olta

ge H

eadr

oom

;V D

D–V

OH a

nd V

OL–

V SS

(mV) VDD = 5.5V: VDD–VOH

VOL–VSS

VDD = 1.8V: VOL–VSS VDD–VOH

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

-200

0

-190

0

-180

0

-170

0

-160

0

-150

0

Ladder Resistance Drift (ppm/°C)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 1228 Samples

TA = -40 to +125°C


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-25： G = +1 时压摆率—温度曲线


图 2-27：带宽—阻性负载曲线

图 2-28：输出电压摆幅—频率曲线


图 2-30：带宽—容性负载曲线

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


Slew

Rat

e (V

/µs)

G = +1 V/V

Falling Edge

Rising Edge

VDD = 1.8V

VDD = 5.5V

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0


Slew

Rat

e (V

/µs)

G = +10 V/V

Falling Edge

Rising Edge

VDD = 5.5V

1.E+04

1.E+05

1.E+06

1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05Resistive Load ( )

Ban

dw

idth

(H

z)

G = +1G = +10G = +50

10k

1M

100k

10k 100k100 1k

0.1

1

10

1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06

Frequency (Hz)

Out

put V

olta

ge S

win

g (V

P-P)

VDD = 1.8V

VDD = 5.5V

G = +1G = +10G = +50

1k 100k 1M10k

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0


Slew

Rat

e (V

/µs)

G = +50 V/V

Falling Edge

Rising Edge

VDD = 5.5V

1.E+05

1.E+06

10 100 1000Capacitive Load (pF)

Ban

dwid

th (H

z)

100k

1M

G = +10

G = +50

G = +1


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-31：增益—频率曲线

图 2-32：小信号脉冲响应曲线

图 2-33： VOUT = 2.8 VP-P 时 THD +噪声—频率曲线

图 2-34：增益峰值—容性负载曲线

图 2-35：大信号脉冲响应曲线

图 2-36： VOUT = 4.0 VP-P 时 THD +噪声—频率曲线

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40


Gai

n (d

B)

G = +1

100k 1M 10M10k

G = +50

G = +10

000000000000000

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00

Time (5 µs/div)

Out

put V

olta

ge(2

0 m

V/di

v)

0

0

0

1

1

1

1

1

Nor

mal

ized

Inpu

t Vol

tage

(100

mV/

div)

VDD = +5.0V

VOUT

G = +50G = +10G = +1

GVIN

0.001

0.01

0.1

1

10


THD

+ N

oise

(%)

Measurement BW = 80 kHz

100 1k 100k10k

G = +10

G = +1

G = +50

VOUT = 2.8VP-P

VDD = 5.0V

0

1

2

3

4

5

6

7

10 100 1000Capacitive Load (pF)

Gai

n Pe

akin

g (d

B) G = +1

G = +10G = +50

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00

Time (5 µs/div)

Nor

mal

ized

Inpu

t Vol

tage

,O

utpu

t Vol

tage

(V)

VDD = +5.0V

GVI

VOUT

G = +1G = +10G = +50

0.001

0.01

0.1

1

10


THD

+ N

oise

(%)

VOUT = 4 VP-P

VDD = 5.0V

100 1k 100k10k

G = +10

G = +1

G = +50



MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-37： THD + 噪声—电源电压曲线

图 2-38： THD + 噪声—输出电压摆幅曲线

图 2-39：增益 G= 1 和 10 时增益选择时序

图 2-40： THD + 噪声—负载电阻曲线

图 2-41：增益 G= 1 和 50 时增益选择时序

图 2-42：增益 G = 1 和 10 时增益选择时序

0.001

0.01

0.1

1

10

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5Power Supply Voltage (V)

THD

+ N

oise

(%)

G = +1

G = +10

G = +50

VOUT = 0.8VDD

f = 1 kHzMeasurement BW = 80 kHz

0.001

0.01

0.1

1

10

1 10Output Swing (VP-P)

THD

+ N

oise

(%)

G = +1

G = +10

G = +50


VDD = 5.0Vf = 1 kHz

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (10 µs/div)

Out

put V

olta

ge (V

)

-40-35-30-25-20-15-10-50510

Gai

n Se

lect

Vol

tage

(V)

0GSEL

(G = +1)

(G = +10) (G = +10)

5

VDD = 5.0VVIN = 0.15V

VOUT

0.001

0.01

0.1

1

10

1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06Load Resistance (Ω)

THD

+ N

oise

(%)

G = +1

G = +10

G = +50

f = 1 kHzVDD = 5.0V

1k 10k 100k 1M


0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (10 µs/div)

Out

put V

olta

ge (V

)

-40-35-30-25-20-15-10-50510

Gai

n Se

lect

Vol

tage

(V)

0GSEL

(G = +1)

(G = +50)

(G = +1)

5

VDD = 5.0VVIN = 0.030V

VOUT

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Time (10 µs/div)

Out

put V

olta

ge (V

)

-40-35-30-25-20-15-10-50510

Gai

n Se

lect

Vol

tage

(V)

0GSEL

(G = +10)(G = +50)

(G = +10)

5

VDD = 5.0VVIN = 0.030V

VOUT


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-43： VDD = 1.8V 时输出电压—片选曲线

图 2-44： VDD = 1.8V 时 GSEL 引脚电流—GSEL 电压曲线

图 2-45： GSEL 电压为 0.3VDD 时GSEL 电流直方图

图 2-46： VDD = 5.0V 时输出电压—片选曲线

图 2-47： VDD = 5.5V 时 GSEL 引脚电流—GSEL 电压曲线

图 2-48： GSEL 电压为 0.7VDD 时GSEL 电流直方图

-0.20.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0

Time (20 µs/div)

Out

put V

olta

ge (m

V)

Chi

p Se

lect

Vol

tage

(V)

1.80

VOUT is "ON"

CS

VDD = 1.8VVIN = 0.9VDD

Shutdown

G = 1G = 10G = 50

-10-8-6-4-202468

10

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8GSEL Voltage (V)

GSE

L C

urre

nt (µ

A)

TA = +25°C= +85°C= +125°C

VDD = 1.8V

TA = +125°C= +85°C= +25°C

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%20%22%

-7.0

-6.6

-6.2

-5.8

-5.4

-5.0

-4.6

-4.2

-3.8

-3.4

-3.0

GSEL Current (µA)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 1228 Samples

GSEL = 0.3VDD

VDD = 1.8VVDD = 5.5V

-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5

Time (20 µs/div)

Out

put V

olta

ge (m

V)

Chi

p Se

lect

Vol

tage

(V)

50

VOUT is "ON"

CS

VDD = 5.0VVIN = 0.9VDD

Shutdown

G = 1G = 10G = 50

-10-8-6-4-202468

10

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5GSEL Voltage (V)

GSE

L C

urre

nt (µ

A)

VDD = 5.5V

TA = +25°C= +85°C= +125°C

TA = +125°C= +85°C= +25°C

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%20%

3.0

3.4

3.8

4.2

4.6

5.0

5.4

5.8

6.2

6.6

7.0

GSEL Current (µA)

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 1228 Samples

GSEL = 0.7VDD



MCP6G01/1R/1U/2/3/4
图 2-49： G = +1 和 G = +10 之间的GSEL 触发点

图 2-50： G = +1 和 G = +50 之间的GSEL 触发点

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%0.

213

0.21

8

0.22

2

0.22

7

0.23

1

0.23

6

0.24

1

0.24

5

0.25

0

0.25

5

0.25

9

Normalized GSEL Trip Point; VGSEL/VDD

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 1227 Samples

G = +1 to +10

VDD = 1.8V VDD = 5.5V

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

0.73

6

0.74

1

0.74

5

0.75

0

0.75

5

0.75

9

0.76

4

0.76

8

0.77

3

Normalized GSEL Trip Point; VGSEL/VDD

Perc

enta

ge o

f Occ

urre

nces 1228 Samples

G = +1 to +50



MCP6G01/1R/1U/2/3/4

3.0 引脚功能描述

引脚说明如表 3-1 （单运放）和表 3-2 （双运放和四运放）所示。

表 3-1：单运放引脚功能表

表 3-2：双运放和四运放引脚功能表

3.1 模拟输出

输出引脚（VOUT）为低阻抗电压源。选择的增益（G）和输入电压（VIN）决定其输出值。

3.2 模拟输入

模拟输入(VIN)为高阻抗CMOS 输入，并具有很低的偏置电流。在这些输入中，仅提供三种固定的同相增益。

3.3 电源 (VSS 和 VDD)

电源正极（VDD）的电压比电源负极（VSS）的电压高1.8V 至 5.5V。在正常工作状态，其他引脚的电压均介于VSS 和 VDD 之间。

通常，该系列器件都在单（正）电源下工作。此时，VSS接地，VDD接电源。需要在靠近VDD引脚2 mm内的位置连接一个旁路电容（一般为 0.01 µF 至 0.1 µF）。该系列器件可以在靠近VDD引脚100 mm内的位置连接一个大电容（典型值为 1.0 µF 至 10 µF），可以与邻近的模拟器件共用该电容。

3.4 数字输入

片选（CS）输入为施密特触发， CMOS 逻辑输入。

增益选择（GSEL）输入为三电平数字输入。 G = +10时，其功能类似于典型逻辑低电平； G = +50 时，则类似于典型逻辑高电平。这个引脚也可以利用低阻抗信号源或开路而设置为电源电压的一半（G = +1）。

MCP6G01(SOIC,MSOP)

MCP6G01(SOT-23-5)

MCP6G01R(SOT-23-5)

MCP6G01U(SOT-23-5) MCP6G03 符号说明

6 1 1 4 6 VOUT 模拟输出

2 4 4 3 2 GSEL 增益选择输入

3 3 3 1 3 VIN 模拟输入

7 5 2 5 7 VDD 电源正极

4 2 5 2 4 VSS 电源负极

— — — — 8 CS 片选

1,5,8 — — — 1,5 NC 无内部连接

MCP6G02 MCP6G04 符号说明

1 1 VOUTA 模拟输出 A

2 2 GSELA 增益选择输入（SGA A）

3 3 VINA 模拟输入 A

8 4 VDD 电源正极

5 5 VINB 模拟输入 B

6 6 GSELB 增益选择输入（SGA B）

7 7 VOUTB 模拟输出 B

— 8 VOUTC 模拟输出 C

— 9 GSELC 增益选择输入（SGA C）

— 10 VINC 模拟输入 C

4 11 VSS 电源负极

— 12 VIND 模拟输入 D

— 13 GSELD 增益选择输入（SGA D）

— 14 VOUTD 模拟输出 D


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

4.0 应用信息

MCP6G01/1R/1U/2/3/4系列可选择增益放大器（SGA）是由简单的模拟功能组成的（见图 4-1）。以下小节将对这些功能块进行详细解释。

图 4-1： SGA 框图

4.1 内部运放

内部运放很好地结合了带宽、精度和灵活这些特性。

4.1.1 补偿电容

内部运放有三个补偿电容连接到开关网络。通过合理地选择补偿电容，可在高增益时提供很好的小信号带宽；在低增益时提供很好的压摆率（满功率带宽）。在增益变化时带宽在 250 和 900 kHz 之间改变。请参见表 4-1以获得更多信息。

表 4-1：增益与内部补偿电容关系

4.1.2 轨对轨输入

内部运放的输入级采用的是两个并联的差分输入级。一个工作在低电压 VIN （输入电压）下，而另一个工作在高 VIN 下。采用这种拓扑结构，内部输入可以工作在超出任一电源轨 0.3V 范围内，尽管在这种情况出现前，输出会对信号进行钳位。

输入需要维持在更小的范围内，以阻止输出钳位。输入失调电压的存在更缩小了这个电压范围。绝大多数设计需满足下列公式才能正常工作：

公式 4-1：

两个输入级转换发生在VIN ≈ VDD – 1.1V（见图 2-19和图 2-22）。为得到低失真度和好增益线性度，应避免工作在这个区域。

4.1.3 相位翻转

MCP6G01/1R/1U/2/3/4 系列运放采用 CMOS 输入设计，在输入引脚电压超过供电电压时，会防止相位反转。图 2-7 显示当输入电压超过供电电压时，没有出现任何相位反转。

增益（V/V）

GSEL 电压（典型值）（V）

1 VDD/2 （或开路）

10 050 VDD

注： VSS 假定为 0V。

VOUT

VDD

GSEL

VIN

VSS

3RF

RG增益选择逻辑

增益开关

梯级电阻

（R

LAD）

CS（仅 MCP6G03）

5 MΩ

增益(V/V)

内部补偿电容

G x BW(MHz)典型值

SR(V/µs)典型值

FPBW(kHz)典型值

BW(kHz)典型值

1 大 0.90 0.50 29 90010 中 3.5 2.3 133 35050 小 12.5 4.5 260 250

注 1：改变补偿电容的大小并不会改变直流性能（例

如：VOS）。

2： G x BW 近似等于内部运放的增益带宽积。

3： FPBW 为 VDD = 5.5V 时基于压摆率（SR）的

满功率带宽。

4： BW 为闭环小信号 –3 dB 带宽。

VOLG---------- VOS VIN

VOHG----------- VOS−< <+


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
4.1.4 输入电压和电流限制
输入引脚的 ESD 保护如图 4-2 所示。这种结构用来保护输入晶体管，同时减小输入偏置电流（IB）。当输入电压比 VSS 低超过一个二极管的压降时，输入 ESD 二极管会对输入钳位。它们也会对超过 VDD 的电压进行钳位。它们的击穿电压足够高，可以保证正常工作；同时又足够低可以在规定范围内旁路 ESD 事件。

图 4-2：模拟输入 ESD 结构简图

为防止运放损坏和 / 或不正常工作，电路必须对 VIN 引脚的电流（和电压）进行限制（见第 1.0 节 “电气特性”开始部分 “绝对大额定值 †”）。图 4-3 显示了保护这些输入的推荐方法。内部 ESD 二极管阻止输入（VIN）低于电源地太多，电阻 R1 对从输入引脚汲取的电流进行限制。二极管 D1 阻止输入引脚（VIN）超过VDD太多。当如图所示实现电路时，电阻R1还可以限制流过 D1 的电流。

图 4-3：模拟输入保护电路

还可以在电阻 R1 的左边连接二极管。此时，必须采用其他方法对流过二极管 D1 的电流进行限制。电阻也作为浪涌电流限制器，流进输入引脚（VIN）的直流电流应很小。

当共模电压（VCM）比地（VSS）低时会有很大的电流从输入引脚流出（见图 2-17）。具有高阻抗的应用需要限制所使用的电压范围。

4.1.5 轨对轨输出

大输出电压摆幅为在特定运放负载电流下能够达到的大摆幅。运放的负载电流为外部负载电流（IOUT）和

流经梯级电阻的电流（ILAD）之和，请参见图 4-4。

公式 4-2：

图 4-4：运放负载电流

从图 2-20 可以看出典型输出容限（VDD – VOH 或 VOL– VSS）是运放负载电流的函数。参数表显示负载RL = 100 kΩ 时输出可以达到距任一电源轨 10 mV 以内的电压值。

4.2 梯级电阻

图 4-1 中所示的梯级电阻（RLAD = RF + RG）用于设置增益。与反相输入端串联的增益开关可以减小寄生电容、失真和增益不匹配。

RLAD 为 SGA 输出端额外的负载，会导致从电源汲取额外的电流。

当 CS 为高电平时，SGA 被关断（低功耗）。RLAD 仍然和 VOUT 和 VSS 引脚相连。因此，这些引脚和内部运放的反相输入端通过 RLAD 连接起来，而输出不是高阻态（不像内部运放）。

RLAD 会引起输出噪声，请参见图 2-9。

邦定焊盘

邦定焊盘

邦定

焊盘

VDD

VIN

VSS

至运放的输入级其他电路部分

V1 MCP6G0XR1

VDD

D1

R1 ≥VSS – (V1 的小期望值 )

2 mA

VOUTVIN

其中：

运放负载电流 IOUT ILAD+=

ILADVOUT VSS−( )RLAD

-----------------------------------=

VOUT

VSS

RLAD

IOUT

ILAD

MCP6G0XVIN


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
可以使用低阻抗电压源在VSS引脚驱动RLAD，驱动VSS引脚的电源应具有低于 0.1Ω 的输出阻抗，以维持合理的增益精度。
4.3 MCP6G03 片选（CS）MCP6G03 为带片选（CS）功能的单路运放。当 CS 为高电平时，内部运放被关断，输出被设置为高阻态。梯级电阻一直连接在 VSS 和 VOUT 之间，即使在关断模式下。这意味着输出电阻为 350 kΩ（典型值），形成输出信号到输入端的返回路径。VSS 端的电源电流包括流过负载电阻和梯级电阻的电流，也包含从CS引脚流至VSS的电流。当 CS 为低电平时，放大器使能。如果 CS 引脚悬空，放大器可能无法正常工作。

图 1-2和图 2-43显示了对一个CS脉冲的输出电压和供电电流响应。

4.4 增益选择（GSEL）可通过一个输入引脚（GSEL）将运放增益设置为+1 V/V，+10 V/V 或 +50 V/V。同时，选择不同的补偿电容可以优化和平衡带宽和压摆率之间的关系（见表 4-1）。表 4-2 显示了如何通过单片机的 GPIO 引脚来改变增益，表 4-3 显示了如何通过外部硬件连线（例如，使用 PCB 走线）来设置增益。

表 4-2： MCU 驱动增益选择

表 4-3：硬件连线的增益选择

4.5 容性负载和稳定性

大容量的容性负载会为 MCP6G01/1R/1U/2/3/4 系列SGA带来稳定性问题并使带宽减小（见图 2-30和图 2-34）。当负载电容增大时，内部运放的相位裕量和带宽会减小，这将使频率响应出现增益尖峰，并在阶跃响应中出现过冲和振荡。

当用这些 SGA 来驱动大容性负载时（例如 > 60 pF），在输出端串联一个小电阻（如图 4-5 的 RISO）可使输出负载在高频时呈现阻态，从而提高内部运放的稳定性。然而，其带宽一般会窄于不带容性负载时的带宽。

图 4-5：驱动大容性负载的 SGA 电路

图 4-6 给出了不同容性负载的 RISO 推荐值。为电路选定了 RISO 后，应再次检查频率响应峰值和阶跃响应是否产生过冲，修改 RISO 的值，直至在所有的增益条件下都有合理的响应。

增益 MCU 引脚状态

+1 V/V 输出 PIC 的 VREF 为 VDD/2数字输出为高阻（注 1）输出 VDD/2 PWM 信号（注 2）

+10 V/V 数字输出驱动至低电平

+50 V/V 数字输出驱动至高电平

注 1：请参见第 4.8.1 节 “利用单片机 GPIO 管脚驱动增益选择引脚”。

2：请参见第 4.8.2 节 “利用 PWM 信号驱动增益选择引脚”。

选择的增益可选 GSEL 驱动

+1 V/V 开路（注 1）VDD/2 的低阻抗信号源

+10 V/V 连接至 GND （0V）+50 V/V 连接至 VDD

注 1： GSEL 引脚悬空至半电源电压（VDD/2）时需要连接一个旁路电容。

VIN VOUTMCP6G0XRISO

CL


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

图 4-6： RISO 推荐值

4.6 布线考虑

良好的 PCB 布线技巧可以帮助设计达到第 1.0 节 “电气特性”和第 2.0 节 “典型工作特性曲线”列出的各项性能。这也可以帮助您解决电磁兼容性（Electro-Magnetic Compatibility ， EMC）方面的问题。

由于MCP6G01/1R/1U/2/3/4 SGA在G = 50时 10 MHz频率点处频率响应达到单位增益。因此良好的 PCB 布线技巧显得尤为重要。任何耦合到高频中的寄生信号都会导致不需要的尖峰。对高频信号（例如，快速边沿信号）进行滤波会有帮助。

4.6.1 元器件摆放

根据不同电路功能进行分割：数字电路与模拟电路分开；低速电路和高速电路分开；低功率电路和大功率电路分开，这些措施可以减小相互之间的交调干扰。

使敏感走线尽可能短和直，并将它们与产生干扰的元器件和走线隔离开。这些措施对高频（低上升时间）信号尤其重要。

4.6.2 电源旁路滤波

为获得良好的高频性能，应在靠近电源 VDD 引脚 2 mm范围内连接一个旁路电容（0.01 µF 至 0.1 µF）。这个电容应直接接地。

还需要在距离电源 VDD 引脚 100 mm 的范围内连接一个大电容（例如 1.0 µF 至 10 µF），它同样应该接地，并提供缓慢变化的大电流。附近其他模拟器件可共用该大电容。

地平面很重要，同样电源平面也会提供有益的帮助。高频（例如，多层瓷片电容）、表贴元件可以提高电源的性能。

4.6.3 输入信号源阻抗

在高频时，驱动 SGA 输入端的信号源应具有合理的低源阻抗。图 4-7 显示外部源阻抗（RS）， SGA 封装引脚（CP1），SGA 封装引脚间电容（CP2）构成一个正反馈分压网络。这种反馈可能使频率响应出现尖峰，阶跃响应出现过冲和震荡。

图 4-7：正反馈路径

图 2-10 显示了交调（参见输入）的产生条件：即恶意信号连接到其他输入端（例如， VINB 至 VIND），同时受影响的输入端（例如，VINA）通过 RS 连接到 GND。该图中的增益为 +50，这是坏的情况。增加 RS 会增加交调。在源阻抗为 10 MΩ 时，其行为会产生明显的改变。

绝大多数设计使用的源阻抗（RS）应不超过 10 MΩ。仔细设计布板寄生参数和正确选择元器件可帮助减小这种影响。当使用的源阻抗超过 10 MΩ 时，与 CP1 并联一个电容可以减小正反馈的影响。这个电容既要足够大，可以避免出现增益（或交调）峰值，同时又要足够小到能提供合适的信号带宽。

4.6.4 信号耦合

MCP6G01/1R/1U/2/3/4 系列 SGA 的输入引脚为高阻抗引脚。这使得它们对电容耦合噪声特别敏感。使用地平面可以减小这种噪声的干扰。

对于容性耦合噪声来说，地平面为高频信号提供对地的并联电容。当噪声以磁场方式耦合时，地平面可以减小走线间的互感。增加走线间距可显著减小磁场干扰。

改变其中一根信号线走向也可减小磁场耦合。还可考虑在受干扰走线旁边布上保护走线，它们应与受干扰走线在同一面，并尽可能靠近。要将保护走线的两端连接到地平面，如果走线比较长，还需在中间设一个点连接到地平面。

10

100

1,000

10 100 1,000 10,000 100,000Load Capacitance (F)

Rec

om

men

ded

RIS

O (

)

10p 100p 1n 100n

For all gains

10n VS MCP6G0X VOUT

RS

CP1

CP2


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
4.7 不用的运放
四封装（MCP6G04）中不用的运放应按图 4-8 进行配置。这个电路可以防止输出翻转和交调的产生。由于VIN引脚看起来是开路的，GSEL电压被自动设置为VDD/2，增益为 1 V/V。输出引脚提供缓冲过的 VDD/2 电压，减小了从不用运放汲取的电源电流。

图 4-8：不用的运放

4.8 应用电路

4.8.1 利用单片机 GPIO 管脚驱动增益选择引脚

图 4-9的电路使用单片机的GPIO管脚来驱动增益选择输入引脚（GSEL）。将 GPIO 管脚设为逻辑低、高阻态或逻辑高，可以使 GSEL 电压为 0V、VDD/2 或 VDD，相应地增益为 G = 10、 1 或 50。

图 4-9：驱动 GSEL 引脚

要使上述电路正常工作，单片机 GPIO 引脚的泄漏电流不能超过 ±1 µA。在噪声环境中，需要考虑在 GPIO 引脚上增加一个电容。

4.8.2 利用 PWM 信号驱动增益选择引脚

图 4-10 所示的电路使用 PIC 单片机（100 kHz 时钟速率）的 PWM 输出来驱动增益选择输入引脚（GSEL）。设置 PWM 占空比为 0%、 50% 或 100%，可以得到GSEL电压为0V、VDD/2或VDD，相应的增益为G = 10、1 或 50。

图 4-10：驱动 GSEL 引脚

PWM 时钟速率应尽可能的快，从而可以很容易被滤除掉，并且不会对有用的信号产生干扰，但同时也需要足够低来保证高精度和低交调。这个滤波器在 VDD = 5.0V时使 GSEL 引脚的纹波减小至约 7 mVP-P。 10% 的稳定时间约为200 µs；滤波器限制了增益的快速变化。对于不同的时钟速率，需要改变电阻或电容的大小，这样会导致不同的纹波电压。

4.8.3 增益范围

图 4-11显示的是测量电流 IX的电路。通过改变SGA的增益，可以提高电路的性能。类似于手持万用表利用不同的量程范围来获取好的测量效果，这个电路很容易做到为小信号设置高增益，为大信号设置低增益。因此， SGA 输出要求的动态范围比其输入端要低（高是 34 dB）。

图 4-11：宽动态范围的电流测量电路

¼ MCP6G04

VOUTMCP6G0XVIN

GSEL

VDD

VOUTMCP6G0XVIN

GSELMCU

GPIO引脚

VDD

VDD

VOUTMCP6G0XVIN

GSEL

PIC MCU

PWM输出

4.7 nF

VDD

VDD

10 kΩ

4.7 nF

10 kΩ

IX

VOUTMCP6G0X

RS


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
4.8.4 扩展 SGA 增益范围
图 4-12 所示的电路在 MCP6G01 前使用了增益为 +10的 MCP6271，使得整个增益范围（从 +1 V/V 至+50 V/V）变为 +10 V/V 到 +500 V/V。

图 4-12：扩展增益范围的 SGA 电路

同样可以很容易地将增益范围成比例地缩小（见图 4-13）。 MCP6001 用作单位增益缓冲器，电阻分压电路将增益范围（从 +1 V/V 至 +50 V/V）缩小为 +0.1 V/V至 +5.0 V/V。

图 4-13：减小增益范围的 SGA 电路

4.8.5 ADC 驱动器

这个系列 SGA 也适合驱动模拟 /数字转换器（ADC）。其增益（1，10 和 50）可以有效地提高 ADC 的输入分辨率，高可达 50 倍（即 5.6 位）。这很适合那些需要更高的相对精度而不是绝对精度的应用（例如，电源监控电路），请参见图 4-14。

图 4-14：作为 ADC 驱动器的 SGA 电路

框图中的低通滤波器减小了 MCP6G01 输出的综合噪声，并作为抗混叠滤波器。这个滤波器可以利用 Micro-chip 的 FilterLab® 软件来设计，该软件可从 www.micro-chip.com 网站下载。

VIN

VOUTMCP6271 MCP6G01

1.11kΩ10.0 kΩ

VIN

MCP6001

1.11 kΩ

10.0 kΩ

VOUTMCP6G01

OUTMCP3001

10 位ADC

3MCP6G01VIN

低通滤波器


MCP6G01/1R/1U/2/3/4

5.0 封装信息

5.1 封装标识信息

8 引脚 SOIC（150mil）（MCP6G01，MCP6G02，MCP6G03）示例：

XXXXXXXXXXXXYYWW

NNN

8 引脚 MSOP（MCP6G01，MCP6G02，MCP6G03）示例：

XXXXXX

YWWNNN

6G01E

634256

MCP6G01ESN^^0634

256

图注： XX...X 用户特定信息Y 年份代码（日历年的后一位数字）YY 年份代码（日历年的后两位数字）WW 星期代码（一月一日的星期代码为 “01”）NNN 以字母数字排序的追踪代码雾锡 (Sn) 的 JEDEC 无铅标识* 本封装是无铅的。 Pb-free JEDEC 无铅标识（）

标示于此种封装的外包装上。

注： Microchip 元器件编号如果无法在同一行内完整标注，将换行标出，因此会限制客户指定信息的可用字符数。

3e3e

3e

5 引脚 SOT-23（MCP6G01，MCP6G01R，MCP6G01U）

XXNN CK25器件代码

MCP6G01 CKNNMCP6G01R CLNNMCP6G01U CMNN

注：适用于 5 引脚 SOT-23


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
封装标识信息（续）
图注： XX...X 用户特定信息Y 年份代码（日历年的后一位数字）YY 年份代码（日历年的后两位数字）WW 星期代码（一月一日的星期代码为 “01”）NNN 以字母数字排序的追踪代码雾锡 (Sn) 的 JEDEC 无铅标识* 本封装是无铅的。 Pb-free JEDEC 无铅标识（）

标示于此种封装的外包装上。

注： Microchip 元器件编号如果无法在同一行内完整标注，将换行标出，因此会限制客户指定信息的可用字符数。

3e3e

14 引脚 SOIC（150 mil）（MCP6S24）示例：

XXXXXXXXXXX

YYWWNNN

XXXXXXXXXXX

XXXXXXXX

NNN

YYWW

14 引脚 TSSOP（4.4mm）（MCP6S24）示例：

6G04E/ST

256

0609

MCP6G04

0609256

E/SL^ 3e


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
5 引脚塑封小型晶体管封装（OT）（SOT-23）
注：若需获取新封装图纸，请参考 Microchip 网站 http://www.microchip.com/packaging 中封装规范。

1

p

DB

n

E

E1

L

c

β

φ

α

A2A

A1

p1

10501050b塑模底部锥度

10501050a塑模顶部锥度

0.500.430.35.020.017.014B引脚宽度

0.200.150.09.008.006.004c引脚厚度

10501050f底脚倾斜角

0.550.450.35.022.018.014L底脚长度

3.102.952.80.122.116.110D塑模封装宽度

1.751.631.50.069.064.059E1塑模封装宽度

3.002.802.60.118.110.102E悬空间隙

0.150.080.00.006.003.000A1悬空间隙

1.301.100.90.051.043.035A2塑模封装厚度

1.451.180.90.057.046.035A总高度

1.90.075p1外部引脚间距（基本）

0.95.038p引脚间距

55n引脚数

大正常小大正常小尺寸范围

毫米英寸 *单位

尺寸 D 和 E1 不包括塑模毛边或突起。每侧的塑模毛边或突起不得超过 0.005 英寸（0.127mm）。

注 :

等同于 EIAJ： SC-74A图号 C04-091

* 控制参数

修定于 09-12-05


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
8 引脚塑封微型封装（MS）（MSOP）


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
8 引脚塑封小型封装（SN） – 窄形， 150 mil （SOIC）

底脚倾斜角 φ 0 4 8 0 4 8

1512015120β塑模底部锥度

1512015120α塑模顶部锥度

0.510.420.33.020.017.013B引脚宽度

0.250.230.20.010.009.008c引脚厚度

0.760.620.48.030.025.019L底脚长度

0.510.380.25.020.015.010h斜面投影距离

5.004.904.80.197.193.189D总长度

3.993.913.71.157.154.146E1塑模封装宽度

6.206.025.79.244.237.228E总宽度

0.250.180.10.010.007.004A1悬空间隙 §1.551.421.32.061.056.052A2塑模封装厚度

1.751.551.35.069.061.053A总高度

1.27.050p引脚间距

88n引脚数



2

1

D

n

p

B

E

E1

h

Lβ

c

45°

φ

A2

α

A

A1

* 控制参数

注：尺寸 D 和 E1 不包括塑模毛边或突起。每侧的塑模毛边或突起不得超过 0.010 英寸（0.254mm）。

等同于 JEDEC 号： MS-012图号 C04-057

§ 重要特性


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
14 引脚塑封小型封装（SL） – 窄形， 150mil （SOIC）

底脚倾斜角 φ 0 4 8 0 4 8

1512015120β塑模底部锥度

1512015120α塑模顶部锥度

0.510.420.36.020.017.014B引脚宽度

0.250.230.20.010.009.008c引脚厚度

1.270.840.41.050.033.016L底脚长度

0.510.380.25.020.015.010h斜面投影距离

8.818.698.56.347.342.337D总长度

3.993.903.81.157.154.150E1塑模封装宽度

6.205.995.79.244.236.228E总宽度

0.250.180.10.010.007.004A1悬空间隙 §1.551.421.32.061.056.052A2塑模封装厚度

1.751.551.35.069.061.053A总高度

1.27.050p引脚间距

1414n引脚数



2

1

D

p

nB

E

E1

h

L

c

β

45°

φ

α

A2A

A1

* 控制参数

注：尺寸 D 和 E1 不包括塑模毛边或突起。每侧的塑模毛边或突起不得超过 0.010 英寸（0.254mm）。

等同于 JEDEC 号： MS-012图号 C04-065

§ 重要特性


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
14 引脚塑封薄型缩小外形封装（ST） – 4.4 mm （TSSOP）

Lβ

c φ

2

1

D

nB

p

E1

E

α

A2A1

A

8°4°0°8°4°0°φ底脚倾斜角

β塑模底部锥度

12° REFα塑模顶部锥度

0.300.250.19.012.010.007B引脚宽度

0.200.150.09.008.006.004c引脚厚度

0.700.600.50.028.024.020L底脚长度

5.105.004.90.201.197.193D塑模封装长度

4.504.404.30.177.173.169E1塑模封装宽度

6.506.386.25.256.251.246E总宽度

0.150.100.05.006.004.002A1悬空间隙

0.950.900.85.037.035.033A2塑模封装厚度

1.101.051.00.043.041.039A总高度

0.65 BSC.026 BSCp引脚间距

1414n引脚数


毫米 * 英寸单位

尺寸 D 和 E1 不包括塑模毛边或突起。每侧的塑模毛边或突起不得超过 0.005 英寸（0.127mm）。

注 :

等同于 JEDEC 号： MO-153 AB-1修订于 08-17-05

* 控制参数

BSC：基本尺寸，理论确切值。没有公差。

REF：参考尺寸，通常没有误差，仅供参考。

参考 ASME Y14.5M

参考 ASME Y14.5M

图号 C04-087

12° REF12° REF12° REF


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
注：

MCP6G01/1R/1U/2/3/4

附录 A：版本历史

版本 B （ 2006 年 12 月）

以下为变动内容：

• MCP6G01，MCP6G01R 和 MCP6G01U 单运放增加 SOT-23-5 封装选项。

• 增加关于 VIN 范围与 G 关系的讨论。

版本 A （ 2006 年 9 月）

• 本数据手册的初始版本。


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
注：

MCP6G01/1R/1U/2/3/4

产品标识体系

如欲订货，或获取价格、交货等信息，请与我公司工厂或各销售办事处联系。

器件： MCP6G01：单 SGA

MCP6G01T：单 SGA（MSOP 和 SOIC 为卷带式）

MCP6G01RT：单 SGA（SOT-23-5 为卷带式）

MCP6G01UT：单 SGA（SOT-23-5 为卷带式）

MCP6G02：双 SGAMCP6G02T：双 SGA

（MSOP 和 SOIC 为卷带式）MCP6G03：单 SGAMCP6G03T：单 SGA

（MSOP 和 SOIC 为卷带式）MCP6G04：四 SGAMCP6G04T：四 SGA

（SOIC 和 TSSOP 为卷带式）

温度范围： E = -40°C 至 +125°C

封装： MS = 塑封 MSOP， 8 引脚OT = 塑封小型晶体管（SOT-23-5）， 5 引脚SN = 塑封 SOIC （150 mil）， 8 引脚SL = 塑封 SOIC （150 mil）， 14 引脚（MCP6G04）ST = 塑封 TSSOP （4.4mm）， 14 引脚（MCP6G04）

PART NO. –X /XX

封装温度范围器件

示例：

a) MCP6G01-E/MS：扩展温度级， 8 引脚 MSOP

b) MCP6G01T-E/SN：卷带式，扩展温度级，

8 引脚 SOICc) MCP6G01T-E/OT：卷带式，

扩展温度级，

5 引脚 SOT-23-5d) MCP6G01RT-E/OT：卷带式，

扩展温度级，

5 引脚 SOT-23-5e) MCP6G01UT-E/OT：卷带式，

扩展温度级，

5 引脚 SOT-23-5



8 引脚 SOIC



8 引脚 SOICc) MCP6G03-E/SN：扩展温度级，

8 引脚 SOIC

a) MCP6G04T-E/SL：卷带式，扩展温度级，

14 引脚 SOICb) MCP6G04T-E/ST：卷带式，

扩展温度级，

14 引脚 TSSOPc) MCP6G04-E/ST：扩展温度级，

14 引脚 TSSOP


MCP6G01/1R/1U/2/3/4
注：

请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点：

• Microchip 的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标。

• Microchip 确信：在正常使用的情况下， Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中安全的产品之一。

• 目前，仍存在着恶意、甚至是非法破坏代码保护功能的行为。就我们所知，所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的操

作规范来使用 Microchip 产品的。这样做的人极可能侵犯了知识产权。

• Microchip 愿与那些注重代码完整性的客户合作。

• Microchip 或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性。代码保护并不意味着我们保证产品是 “牢不可破”的。

代码保护功能处于持续发展中。 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能。任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视

为违反了《数字器件千年版权法案（Digital Millennium Copyright Act）》。如果这种行为导致他人在未经授权的情况下，能访问您的软

件或其他受版权保护的成果，您有权依据该法案提起诉讼，从而制止这种行为。

提供本文档的中文版本仅为了便于理解。请勿忽视文档中包含

的英文部分，因为其中提供了有关 Microchip 产品性能和使用

情况的有用信息。Microchip Technology Inc. 及其分公司和相

关公司、各级主管与员工及事务代理机构对译文中可能存在的任何差错不承担任何责任。建议参考 Microchip TechnologyInc. 的英文原版文档。

本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便

利，它们可能由更新之信息所替代。确保应用符合技术规范，是您自身应负的责任。Microchip 对这些信息不作任何明示或

暗示、书面或口头、法定或其他形式的声明或担保，包括但不

限于针对其使用情况、质量、性能、适销性或特定用途的适用性的声明或担保。 Microchip 对因这些信息及使用这些信息而

引起的后果不承担任何责任。如果将 Microchip 器件用于生命

维持和 / 或生命安全应用，一切风险由买方自负。买方同意在

由此引发任何一切伤害、索赔、诉讼或费用时，会维护和保障Microchip 免于承担法律责任，并加以赔偿。在 Microchip 知识

产权保护下，不得暗中或以其他方式转让任何许可证。

2007 Microchip Technology Inc.

商标

Microchip 的名称和徽标组合、 Microchip 徽标、 Accuron、dsPIC、KEELOQ、KEELOQ 徽标、microID、MPLAB、PIC、PICmicro、 PICSTART、 PRO MATE、 PowerSmart、 rfPIC和 SmartShunt 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他

国家或地区的注册商标。

AmpLab、 FilterLab、 Linear Active Thermistor、 Migratable Memory、 MXDEV、 MXLAB、 PS 徽标、 SEEVAL、SmartSensor 和 The Embedded Control Solutions Company 均为 Microchip Technology Inc. 在美国的注册商标。

Analog-for-the-Digital Age、 Application Maestro、CodeGuard、 dsPICDEM、 dsPICDEM.net、 dsPICworks、ECAN、 ECONOMONITOR、 FanSense、 FlexROM、

fuzzyLAB、 In-Circuit Serial Programming、 ICSP、ICEPIC、

Mindi、 MiWi、 MPASM、 MPLAB Certified 徽标、 MPLIB、MPLINK、 PICkit、 PICDEM、 PICDEM.net、 PICLAB、PICtail、 PowerCal、 PowerInfo、 PowerMate、 PowerTool、REAL ICE、 rfLAB、 rfPICDEM、 Select Mode、 Smart Serial、SmartTel、Total Endurance、UNI/O、WiperLock 和ZENA 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地

区的商标。

SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记。

在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有。

© 2007, Microchip Technology Inc. 版权所有。

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Microchip 位于美国亚利桑那州 Chandler 和 Tempe、位于俄勒冈州Gresham 及位于加利福尼亚州 Mountain View 的全球总部、设计中心和晶圆生产厂均于通过了 ISO/TS-16949:2002 认证。公司在 PIC® 单片机与 dsPIC® 数字信号控制器、 KEELOQ® 跳码器件、串行 EEPROM、单片机外设、非易失性存储器和模拟产品方面的质量体系流程均符合ISO/TS-16949:2002。此外， Microchip 在开发系统的设计和生产方面的质量体系也已通过了 ISO 9001:2000 认证。


美洲公司总部 Corporate Office2355 West Chandler Blvd.Chandler, AZ 85224-6199Tel: 1-480-792-7200 Fax: 1-480-792-7277技术支持：http://support.microchip.com网址：www.microchip.com亚特兰大 AtlantaDuluth, GA Tel: 678-957-9614 Fax: 678-957-1455波士顿 BostonWestborough, MA Tel: 1-774-760-0087 Fax: 1-774-760-0088芝加哥 ChicagoItasca, IL Tel: 1-630-285-0071 Fax: 1-630-285-0075达拉斯 DallasAddison, TX Tel: 1-972-818-7423 Fax: 1-972-818-2924底特律 DetroitFarmington Hills, MI Tel: 1-248-538-2250Fax: 1-248-538-2260科科莫 KokomoKokomo, IN Tel: 1-765-864-8360Fax: 1-765-864-8387洛杉矶 Los AngelesMission Viejo, CA Tel: 1-949-462-9523 Fax: 1-949-462-9608

圣克拉拉 Santa ClaraSanta Clara, CA Tel: 408-961-6444Fax: 408-961-6445加拿大多伦多 TorontoMississauga, Ontario, CanadaTel: 1-905-673-0699 Fax: 1-905-673-6509

亚太地区

亚太总部 Asia Pacific OfficeSuites 3707-14, 37th FloorTower 6, The GatewayHabour City, KowloonHong KongTel: 852-2401-1200Fax: 852-2401-3431中国 - 北京Tel: 86-10-8528-2100 Fax: 86-10-8528-2104

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中国 - 武汉Tel: 86-27-5980-5300 Fax: 86-27-5980-5118

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印度 India - New DelhiTel: 91-11-4160-8631Fax: 91-11-4160-8632

印度 India - PuneTel: 91-20-2566-1512Fax: 91-20-2566-1513

日本 Japan - YokohamaTel: 81-45-471- 6166 Fax: 81-45-471-6122韩国 Korea - GumiTel: 82-54-473-4301Fax: 82-54-473-4302

韩国 Korea - SeoulTel: 82-2-554-7200 Fax: 82-2-558-5932 或82-2-558-5934

马来西亚 Malaysia - PenangTel: 60-4-646-8870Fax: 60-4-646-5086

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110 uA Selectable Gain Amplifier - Microchip...

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