高增益帶寬積FET輸入放大器MS8258D簡介

一、產品簡述

MS8258D 是一款具有 CMOS 輸入的低噪聲運算放大器，適用于寬帶跨阻和電壓放大器應用。

當將該器件配置為跨阻放大器(TIA)時， 7GHz 增益帶寬積(GBWP)可為高跨阻增益下實現寬閉環帶寬的應用提供支持。

MS8258D 具有反饋引腳(FB)，可簡化輸入和輸出之間的反饋網絡連接。

MS8258D 經過優化，可用于光學飛行時間(ToF)系統，其中 MS8258D 與時間數字轉換芯片(TDC)搭配使用。MS8258D 可搭配高速模

數轉換器(ADC)，用于高分辨率激光雷達系統。

MS8258D 采用 DFN8 封裝，工作溫度范圍為-40°C 至+125°C。

二、主要特點

兼容替代 TI OPA858

高增益帶寬積：7GHz

解補償，增益≥ 7V/V（穩定）

超低偏置電流 MOSFET 輸入：2pA

低輸入電壓噪聲：3nV/√Hz

壓擺率：2000V/μs

寬輸入共模范圍：

-低于正電源 1.4V

-高于負電源 0.2V

TIA 配置下的輸出擺幅：2.5Vpp (VDD=5V)

電源電壓范圍：3.3V 至 5.5V

靜態電流：25mA

DFN8 封裝

工作溫度范圍：-40°C 至+125°C

三、應用

高速跨阻放大器

激光測距

激光雷達接收器

液位變送器（光學）

光時域反射器(OTDR)

分布式溫度檢測

3D 掃描儀

飛行時間(ToF)系統

自主駕駛系統

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芯片概述

MS8258D 具有 7GHz 增益帶寬積與 3nV/√Hz 的低電壓噪聲，為寬帶跨阻應用、高速數據處理和其他應用提供了可行的放大器。

MS8258D 具有優異的動態性能。除了小信號帶寬外，MS8258D 還具有 740MHz的大信號帶寬(VOUT = 2VPP)和 2000V/μs 的壓擺率。

MS8258D 采用 DFN8 封裝，具有一個反饋引腳(FB)，可在放大器的輸出和反相輸入之間，建立簡單的反饋網絡連接。放大器輸入引腳

上的過量電容會導致相位裕度惡化，這個問題在寬頻放大應用中尤其嚴重。為了減少輸入節點上雜散電容的影響，MS8258D 在反饋引腳和

反相輸入引腳之間有一個隔離引腳(NC)，增加了它們之間的物理間隔，從而減少了寄生電容。MS8258D 還具有低至 0.6pF 的總輸入電容。

壓擺率和輸出電壓范圍

除了寬的小信號帶寬外，MS8258D 還具有 2000V/μs 的高壓擺率。在高速脈沖應用中，壓擺率是一個關鍵參數，MS8258D 的高壓擺

率能支持 10ns 以下的窄脈沖，如光時域反射器和激光雷達。MS8258D 的寬頻帶和高壓擺率特性使其成為一個理想的高速信號放大器。為

了實現高壓擺率和低輸出阻抗，MS8258D的輸出擺幅被限制在大約 3.0V。MS8258D 通常與高速流水線 ADC 和閃存 ADC 一起使用，后

者的輸入范圍有限。因此，MS8258D 的輸出擺幅加上比同類領先的電壓噪聲，使信號鏈的整體動態范圍最大化。

引腳布局

優化 MS8258D 引腳布局，以盡量減少寄生電感和電容，這在高速模擬設計中至關重要。FB 引腳內部連接到放大器的輸出。FB 引腳與

放大器的反相輸入被一個 NC 引腳分開。NC 引腳必須保持浮動。這種引腳布局有兩個優點：

1. 一個反饋電阻(RF)可以連接在封裝同一側的 FB 和 IN-引腳之間，而不是繞過封裝。

2. NC 引腳的隔離作用使 FB 和 IN-引腳之間的電容耦合最小化。

PCB 版圖指導

要使 MS8258D 這樣的高頻放大器達到最佳性能，需要仔細注意 PCB 板布局寄生效應和外部元件類型。

優化性能的建議包括：

1. 盡量減少從信號 I/O 引腳到交流地的寄生電容。輸出和反相輸入引腳上的寄生電容會導致不穩定。為了減少不必要的電容，建議不要在信

號輸入和輸出引腳下走電源和地線。否則，接地和電源平面必須在電路板的其他地方不被破壞。當將放大器配置為 TIA 時，如果所需的反饋

電容低于 0.15pF，可以考慮使用兩個串聯的電阻，每個電阻的值是單個電阻的一半，以盡量減少電阻的寄生電容。

2. 盡量減少從電源引腳到高頻旁路電容的距離（小于 6 毫米）。使用 100pF 至 0.1μF 的 C0G 和 NPO 型去耦電容（額定電壓至少是放大

器最大電壓的 3 倍）以確保有一個低阻抗的路徑通往放大器的電源。在器件引腳處，不允許接地和電源平面布局與信號 I/O 引腳相近，避免

狹窄的電源和地線，以減少引腳和去耦電容之間的電感。

3. 謹慎選擇和放置外部元件，以保持 MS8258D 的高頻性能。使用低感抗的電阻器，緊湊的整體布局。切勿在高頻應用中使用繞線電阻，因

為輸出引腳和反相輸入引腳對寄生效應最敏感，所以如果有反饋和串聯輸出電阻的話，一定要把它們放在最接近的位置，將其他網絡元件

（如非反相輸入終端電阻）放在靠近輸出引腳的地方。當將 MS8258D 配置為電壓放大器時，應盡可能保持較低的電阻值，并與負載驅動匹

配。降低電阻值可使電阻噪聲保持在較低水平，并使寄生電容的影響降至最低。注意，較低的電阻值會增加動態功率，因為 RF 和 RG 成為

放大器輸出負載網絡的一部分。

審核編輯：湯梓紅