LTC6563提供输出复用的四通道跨阻放大器技术手册

概述
LTC6563是一款低噪声四通道跨阻放大器(TIA)，具有600MHz带宽。LTC6563 TIA具有低噪声、宽线性范围和低功耗特性，非常适合采用雪崩光电二极管(APD)和光电二极管(PD)的LIDAR接收器。该放大器具有可选的22.2/16.7/11.1/5.55kΩ跨阻增益 (RT) 和90μ线性输入电流范围。它采用具有0.5pF总输入电容的APD，输入电流噪声密度为1.8pA/√ Hz （100MHz时）和3.7pA/√ Hz （600MHz时）。根据输出模式，LTC6563采用3.3V电源供电，其功耗在194mW和325mW之间。内部4:1 MUX简化了系统设计。此外，外部多路复用能力支持多达64通道的通道扩展，从而节省空间和功耗。LTC6563具有快速过载恢复和快速通道切换功能，使其非常适合集成多个APD的LIDAR接收器。内置高速差分ADC驱动器在驱动100Ω外部差分负载时摆幅高达2V P-P 。

LTC6563采用3mm × 5mm 24引脚裸露焊盘QFN封装，带可润湿侧翼。
数据表：*附件：LTC6563提供输出复用的四通道跨阻放大器技术手册.pdf

应用

• 汽车LIDAR接收器
• 工业LIDAR接收器

特性

• 600MHz–3dB带宽，具有0.5pF输入电容
• 100Ω差分负载下高达2VP-P摆幅的差分输出
• 提供输出MUX的内置高速ADC驱动器
• 可选22.2/16.7/11.1/5.55kΩ跨阻增益
• 1.8pA/3.7pA√Hz输入电流噪声密度100MHz/600MHz (0.5pF)
• 65nARMS集成折合到输入端的电流噪声（600MHz，0.5pF）
• 较大的线性输入电流范围：0μA至90μA
• 大瞬态过载电流>1A峰值
• 快速过载恢复：2.5ns
• 快速通道切换：10ns
• 功耗：194mW至325mW(3.3V)，随输出模式而变化（关断时为13mW）
• 输出多路复用允许使用多个LTC6563以创建8、12、16…32通道解决方案
• 3mm × 5mm 24引脚QFN封装，可湿翼
• 通过AECQ-100 1级认证

典型应用

引脚配置描述

引脚功能

• GND（引脚1、3、18、20，裸露焊盘引脚25） ：负电源引脚。通常接地。所有GND引脚和裸露焊盘必须连接到相同电压。裸露焊盘（引脚25）应有多个过孔连接到下方接地层，以实现低电感和良好的热传递。
• IN4、IN1、IN2、IN3（引脚2、引脚19、引脚21、引脚24） ：跨阻放大器通道4、1、2、3的输入引脚。有效通道的输入电压范围为0 V至0.8 V。具体建议见“应用信息”部分。
• PWRMD（引脚4） ：电源模式引脚，是一个CMOS输入引脚，用于控制功耗。PWRMD引脚内部有一个208k的上拉电阻连接到(V_{CCI}) ，默认值为3.3V。
• (V_{CCI})（引脚5） ：输入级的正电源引脚。典型值为3.3V。应使用一个串联铁氧体磁珠（如MPZ1005A331ETD25 ），并在尽可能靠近器件且在(V_{CCI})与地之间放置680pF和0.1μF的旁路电容。
• OMUX（引脚6） ：输出复用引脚，是一个CMOS输入引脚，用于控制输出复用功能。OMUX引脚内部有一个208k的上拉电阻连接到(V_{CCI}) ，默认值为3.3V。
• CM（引脚7） ：输出共模参考电压引脚。该引脚上的电压设置输出共模电压电平。在3.3V电源下，CM引脚默认浮空至0.9V。CM引脚具有16.3kΩ的输入阻抗。应使用至少0.01μF的高品质陶瓷电容对CM引脚进行旁路。
• HI（引脚8） ：高端箝位电压引脚。施加到HI引脚的电压限制输出引脚OUT和OUT的高端电压摆幅。HI电压还限制两个输出引脚相对于(V_{CM})的低端电压摆幅。在对称箝位（HI = 2V）情况下，CM引脚电压为3.3V时，HI引脚将浮空至默认的1.8V。HI引脚的输入阻抗为13.6kΩ。应使用至少0.01μF的高品质陶瓷电容对HI引脚进行旁路。
• OUT、OUT（引脚9、引脚12） ：差分输出引脚。对于电压模式输出，将OUT连接到TERM，将OUT连接到TERM。使用外部负载电阻时，使TERM和TERM浮空。
• TERM、TERM（引脚10、引脚11） ：内部端接引脚。这些引脚内部有50Ω负载电阻，连接到GND，用于对差分输出引脚进行端接。
• CHSEL1、CHSEL0（引脚13、引脚15） ：通道选择引脚，分别为最高有效位（MSB）和最低有效位（LSB） 。这些引脚是CMOS输入引脚，内部有218k的下拉电阻连接到GND。
• (V_{CCO})（引脚14） ：输出级的正电源引脚。典型值为3.3V。对于单电源工作，(V_{CCO})可连接到(V_{CCI}) 。应使用一个串联铁氧体磁珠（如MPZ1005A331ETD25 ），并在尽可能靠近器件且在(V_{CCO})与地之间放置680pF和0.1μF的旁路电容。
• OFFSET（引脚16） ：输入失调调整引脚。该引脚接收电压输入，控制每个输入引脚上的电流源。这些电流源可用于抵消流入检测器的直流电流。OFFSET引脚内部有一个下拉电阻连接到GND。
• TILT（引脚17） ：输出差分失调引脚。该引脚上的电压控制输出的差分失调。TILT引脚内部有一个22.7k的下拉电阻连接到GND。
• ADJ0、ADJ1（引脚22、引脚23） ：输出增益和电流调整引脚，分别为最低有效位（LSB）和最高有效位（MSB） 。这些引脚用于设置输出级静态电流和电流增益。有关优化ADC接口的信息，请参见“应用信息”部分。这些引脚是CMOS输入引脚，内部有218k的下拉电阻连接到GND。

典型性能特征

框图

应用信息

在LTC6563驱动模数转换器（ADC）的应用中，将跨阻放大器（TIA）输出与ADC模拟输入进行匹配非常有用。这实际上消除了对单独的ADC驱动器的需求，从而节省了成本、功耗以及电路板空间和面积。

通过调节LTC6563内部的CM CTRL可变电阻，使(V_{CMO})（即(V_{OUT})和(overline{V_{OUT}})电压的平均值，或((V_{OUT} + overline{V_{OUT}})/2) ）与施加到CM的电压相匹配，可实现CM伺服环路操作。在以下两种情况下，该环路将不起作用：

1. 必须将PWRMD设置为高电平，以激活CM电路。
2. OUT和(overline{OUT})必须分别与TERM和(overline{TERM})有直流连接。

TERM和(overline{TERM})引脚上的50Ω电阻为CM伺服功能提供电流路径，并作为LTC6563电流模式输出的负载。使用这些内部电阻可以轻松驱动50Ω端接的传输线或其他阻抗匹配的负载。

当多个LTC6563使用输出复用功能时，如图6所示的原理图，应仅连接一对TERM和(overline{TERM})引脚到OUT和(overline{OUT}) 。连接了TERM和(overline{TERM})的器件将为复用器件设置CM 。

确定CM范围

使用CM伺服环路的电压范围可以通过欧姆定律轻松计算，因为输出电路可描述为一对电流源和一个电阻网络（见图8）。OUT和(overline{OUT})电流源提供的电流量由ADJ设置、输出引脚的内部阻抗以及内部和外部电阻网络决定。这些因素将确定输出端可能的直流电压范围。

图8. 驱动无GND（CM参考）外部负载的ADC的等效电路