Linear Building Block - Quad Low Power Op Amp with Shutdown Modes

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21341B-page 1

Features

• Optimized for Single Supply Operation

• Small Package: 16-Pin QSOP

• Ultra Low Input Bias Current: Less than 100pA

• Low Quiescent Current, Operating: 20

µ

A (Typ.),

Shutdown Mode: 6

µ

A (Typ.)

• Rail-to-Rail Inputs and Outputs

• Operates Down to 1.8V

• Can Shut Down One, Two or Three Op Amps

Applications

• Power Management Circuits

• Battery Operated Equipment

• Consumer Products

Device Selection Table

Package Type

General Description

The TC1030 is a quad CMOS operational amplifier
designed for low power applications. It has a typical
operating supply current of 20

µ

A which is constant over

the supply voltage range of 1.8V to 5.5V.

Each op amp has rail-to-rail inputs and output which
allow operation at low supply voltages with large input
and output signal swings. Two active low shutdown
pins are provided. One pin disables op amp B while the
other disables op amps C and D. Op amp A is always
active. When disabled, the outputs of op amps B, C and
D are in a high impedance state.

Packaged in a 16-Pin QSOP, the TC1030 is ideal for
battery operated applications.

The TC1030 is packaged in a 16-Pin QSOP, making it
ideal for battery operated applications.

Functional Block Diagram

Part Number

Package

Temperature

Range

TC1030EQR

16-Pin QSOP

-40°C to +85°C

TC1030EQR

1

2

3

4

16

15

14

SHDNB

SHDNC/D

5

6

7

8

13

12

11

10

9

16-Pin QSOP

OUTA

INA-

INA+

V

DD

OUTD 

IND-

IND+

V

SS

INC+

INC-

OUTC

INB+

INB-

OUTB

OUTA

INA-

INA+

IND-

IND+

V

DD

V

SS

INC+

INC-

OUTC

INB+

INB-

OUTB

SHDNB

OUTD

+

+

+

+

A

B

C

D

SHDNC/D  

1

2

3

4

5

6

7

8

16

15

14

13

12

11

10

9

TC1030

TC1030

Linear Building Block – Quad Low Power Op Amp

with Shutdown Modes

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

TC1030

DS21341B-page 2

2002 Microchip Technology Inc.

1.0

ELECTRICAL
CHARACTERISTICS

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS*

Supply Voltage ......................................................6.0V

Voltage on Any Pin .......... (V

SS

– 0.3V) to (V

DD

+ 0.3V)

Junction Temperature....................................... +150°C

Operating Temperature Range............. -40°C to +85°C

Storage Temperature Range .............. -55°C to +150°C

*Stresses above those listed under "Absolute Maximum
Ratings" may cause permanent damage to the device. These
are stress ratings only and functional operation of the device
at these or any other conditions above those indicated in the
operation sections of the specifications is not implied.
Exposure to Absolute Maximum Rating conditions for
extended periods may affect device reliability.

TC1030 ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Electrical Characteristics: Typical values apply at 25°C and V

DD

= 3.0V; T

A

= -40° to +85°C, and V

DD

= 1.8V to 5.5V, unless

otherwise specified.

Symbol

Parameter

Min

Typ

Max

Units

Test Conditions

V

DD

Supply Voltage

1.8

5.5

V

Shutdown Inputs

V

IH

Input High Threshold

80% V

DD

V

V

IL

Input Low Threshold

20% V

DD

V

I

SI

Shutdown Input Current,
SHDNB or SHDNC/D

±100

nA

Op Amps

I

Q

Supply Current, Operating

20

32

µ

A

All Outputs Open,
SHDNB = V

DD

,

SHDNC/D = V

DD

I

SHDN

Supply Current Shutdown Mode

6

10

µ

A

SHDNB = V

SS

,

SHDNC/D = V

SS

R

OUT

(SD) Output Resistance in Shutdown

20

M

SHDNB = V

SS

,

SHDNC/D = V

SS

C

OUT

(SD) Out Capacitance in Shutdown

5

pF

SHDNB = V

SS

,

SHDNC/D = V

SS

T

SEL

Select Time
(V

OUT

from SHDNB, SHDNC/D) = V

IL

15

µ

sec

R

L

= 10k

to V

SS

T

DESEL

Deselect Time
(VOUT from SHDNB, SHDNC/D) = V

IL

20

nsec

R

L

= 10k

to V

SS

A

VOL

Large Signal Voltage Gain

100

V/mV

R

L

= 10k

, V

DD

= 5V

GBWP

Gain-Bandwidth Product

90

kHz

V

DD

= 1.8V to 5.5V;

V

O

= V

DD

to V

SS

V

ICMR

Common Mode Input Voltage Range

V

SS

– 0.2

V

DD

+ 0.2

V

V

OS

Input Offset Voltage

±100

±0.3

±500

±1.5

µ

V

mV

V

DD

= 3V, V

CM

= 1.5V, T

A

= 25°C,

T

A

= –40°C to 85°C

I

B

Input Bias Current

-100

50

100

pA

T

A

= 25°C;

V

CM

= V

DD

to V

SS

V

OS(DRIFT)

Input Offset Voltage Drift

±4

µ

V/°C

V

DD

= 3V; V

CM

= 1.5V

SR

Slew Rate

35

mV/

µ

sec C

L

= 100pF;

R

L

= 1 M

to GND,

Gain = 1
V

IN

= V

SS

to V

DD

V

OUT

Output Signal Swing

V

SS

+ 0.05

V

DD

– 0.05

V

R

L

= 10k

CMRR

Common Mode Rejection Ratio

70

dB

T

A

= 25°C; V

DD

= 5V;

V

CM

= V

DD

to V

SS

PSRR

Power Supply Rejection Ratio

80

dB

T

A

= 25°C; V

CM

= V

SS

;

V

DD

= 1.8V to 5V

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21341B-page 3

TC1030

TC1030 ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Electrical Characteristics: Typical values apply at 25°C and V

DD

= 3.0V; T

A

= -40° to +85°C, and V

DD

= 1.8V to 5.5V, unless

otherwise specified.

Symbol

Parameter

Min

Typ

Max

Units

Test Conditions

I

SRC

Output Source Current

3

mA

V

IN

+ = V

DD

, V

IN

- = V

SS

Output Shorted to V

SS

V

DD

= 1.8V; Gain = 1

I

SINK

DC Output Sink Current

4

mA

V

IN

+ = V

SS

, V

IN

- = V

DD

Output Shorted to V

DD

V

DD

= 1.8V; Gain = 1

E

n

Input Noise Voltage

10

µ

Vpp

0.1Hz to 10Hz

e

n

Input Noise Voltage Density

125

nV/

HZ 1kHz

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

TC1030

DS21341B-page 4

2002 Microchip Technology Inc.

2.0

PIN DESCRIPTION

The description of the pins are listed in Table 2-1.

TABLE 2-1:

PIN FUNCTION TABLE

Pin No.

(16-Pin QSOP)

Symbol

Description

1

OUTA

Op amp output.

2

INA-

Op amp inverting input.

3

INA+

Op amp non-inverting input.

4

V

DD

Positive supply voltage.

5

INB+

Op amp non-inverting input.

6

INB-

Op amp inverting input.

7

OUTB

Op amp output.

8

SHDNB

Shutdown op amp B.

9

SHDNC/D

Shutdown op amps C and D.

10

OUTC

Op amp output.

11

INC-

Op amp inverting input.

12

INC+

Op amp non-inverting input.

13

V

SS

Negative supply voltage.

14

IND+

Op amp non-inverting input.

15

IND-

Op amp inverting input.

16

OUTD

Op amp output.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21341B-page 5

TC1030

3.0

DETAILED DESCRIPTION

The TC1030 is one of a series of very low power, linear
building block products targeted at low voltage, single
supply applications. The TC1030 minimum operating
voltage is 1.8V, and maximum supply current is only
32

µ

A (fully enabled). It combines four op amps in a

single package.

Microchip’s op amps are internally compensated to be
unity-gain stable and have a typical gain bandwidth
product of 90kHz with typical slew rates of 35V/msec.

The amplifier's input range extends beyond both
supplies by 200mV and the outputs will swing to within
several millivolts of the supplies depending on the load
current being driven.

Two shutdown mode pins are incorporated for easy
adaptation to system power management schemes. In
this state, the shutdown pins allow the user to power on
one, two, three, or all four op amps (see Table 4-1). Pin
SHDNB can be used to disable op amp B and pin
SHDNC/D to disable op amps C and D. Op amp A is
always powered on regardless of the states of the
shutdown pins. When both shutdown pins are low, the
total quiescent current of the TC1030 is only 6

µ

A,

typical.

Input offset voltage is 500

µ

V max at 25°C with an input

bias current of less than 100pA. This makes the
TC1030 extremely suitable for precision, low power
applications.

4.0

TYPICAL APPLICATIONS

The TC1030 lends itself to a wide variety of
applications, particularly in battery-powered systems. It
typically finds application in power management,
process supervisory and interface circuitry.

4.1

Voice Band Receive Filter

The majority of spectral energy for human voices is
found to be in a 2.7kHz frequency band from 300Hz to
3kHz. To properly recover a voice signal in applications
such as radios, cellular phones and voice pagers a low-
power bandpass filter that is matched to the human
voice spectrum can be implemented using Microchip’s
CMOS op amps. Figure 4-1 shows a unity gain multi-
pole Butterworth filter with ripple less than 0.15dB in
the human voice band. The lower 3dB cut-off frequency
is 70Hz (single order response) while the upper cut-off
frequency is 3.5kHz (fourth order response).

4.2

Supervisory Audio Tone (SAT)
Filter for Cellular

Supervisory Audio Tones (SAT) provide a reliable
transmission path between cellular subscriber units
and base stations. The SAT tone functions much like
the current/voltage used in land line telephone systems
to indicate that a phone is off the hook. The SAT tone
may be one of three frequencies: 5970, 6000 or
6030Hz. A loss of SAT implies that channel conditions
are impaired and if SAT is interrupted for more than 5
seconds a cellular call is terminated.

Figure 4-2 shows a high Q (30) second order SAT
detection bandpass filter using Microchip’s CMOS op
amp architecture. This circuit nulls all frequencies
except the three SAT tones of interest.

TABLE 4-1:

TC1030 SHUTDOWN POWER CONTROL LOGIC

SHDNC/D

SHDNB

OP AMPS ENABLED

OP AMPS DISABLED

MAX. DEVICE

SUPPLY CURRENT

V

IL

V

IL

A

B,C,D

10

µ

A

V

IL

V

IH

A,B

C,D

16

µ

A

V

IH

V

IL

A,C,D

B

24

µ

A

V

IH

V

IH

A,B,C,D

None

32

µ

A

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

TC1030

DS21341B-page 6

2002 Microchip Technology Inc.

FIGURE 4-1:

MULTI-POLE BUTTERWORTH VOICE BAND RECEIVE FILTER

FIGURE 4-2:

SECOND ORDER SAT BANDPASS FILTER

+

+

V

OUT

V

IN

21.0k

21.0k

21.0k

2400pF

470pF

750pF

V

DD

V

DD

 /2

6800pF

0.1

µF

22.6k

22.6k

Gain = 0dB

Fch = 3.5kHz
-24dB/Octave

Fcl = 70Hz
+6dB/Octave

Passband Ripple
< 0.15dB

1/4

1/4

TC1030

+

11.2

24.3k

48.7k

.036

µF

.036

µF

V

IN

V

DD

V

OUT

Gain = 0dB

Q = F

C

BW (3dB)

Q = 30

FC = 6kHz

TC1030

1/4

V

DD

/2

V

DD

/2

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21341B-page 7

TC1030

5.0

TYPICAL CHARACTERISTICS

Note:

The graphs and tables provided following this note are a statistical summary based on a limited number of
samples and are provided for informational purposes only. The performance characteristics listed herein
are not tested or guaranteed. In some graphs or tables, the data presented may be outside the specified
operating range (e.g., outside specified power supply range) and therefore outside the warranted range.

Op Amp Supply Current

vs. Temperature

Op Amp Supply Voltage

vs. Supply Current

S

UPPLY CURRENT 

(µ

A

)

SUPPLY VOLTAGE (V)

S

UPPLY CURRENT 

(µ

A)

TEMPERATURE (

°C)

Op Amp Power Supply Rejection

 Ratio (PSRR) vs. Frequency

FREQUENCY (Hz)

P

SRR 

(dB

)

28

24

26

20

22

16

12

14

18

28

24

26

20

22

16

12

14

18

0

-40

-20

0

20

40

60

80

1

2

3

4

5

6

7

1K

10K

100

0

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

100K

V
V

IN =

PP

SHDNB = V

DD

SHDNC/D = V

DD

V

DD

 = 5.5V

V

DD

 = 1.8V

V

DD

 = 3V

Op Amp Short-Circuit Current

vs. Supply Voltage

SUPPLY VOLTAGE (V)

O

UTPUT CURRENT 

(mA

)

Op Amp DC Open-Loop Gain

vs. Temperature

TEMPERATURE (

°C)

3000

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

2500

2000

1500

1000

500

0

-40

°C

25

°C

85

°C

I

SINK

SUPPLY VOLTAGE (V)

DC OPEN-LOOP GAIN

(dB

)

 Op Amp DC Open-Loop Gain

vs. Supply Voltage

140

120

100

80

60

40

20

0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

Op Amp Load Resistance

vs. Load Capacitance

Op Amp Small-Signal

Transient Response

TIME (

µsec)

R

LO

AD

(k

)

O

UTPUT VOLTAGE 

(mV

)

INPUT VOLTAGE 

(mV

)

100

50

0

100

50

0

0

250 500 750 1000

10 20 30 40 50 60 70 80

90

12501500 1750 2000

100

10

1

1000

V
V

 = 1.5V

10% Overshoot

Region of Marginal Stability

Region of Stable Operation

Op Amp Short-Circuit Current

vs. Supply Voltage

SUPPLY VOLTAGE (V)

O

UTPUT CURRENT 

(mA

)

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

I

SRC

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

TC1030

DS21341B-page 8

2002 Microchip Technology Inc.

5.0

TYPICAL CHARACTERISTICS (CONTINUED)

Op Amp Large-Signal

Transient Response

TIME (

µsec)

4

6

2

0

4

6

2

0

10 20 30 40 50 60 70 80

90

INPUT VOLTAGE 

(mV

)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21341B-page 9

TC1030

6.0

PACKAGING INFORMATION

6.1

Package Marking Information

Package marking data not available at this time.

6.2

Taping Form

6.3

Package Dimensions

Component Taping Orientation for 16-Pin QSOP (Narrow) Devices

PIN 1

User Direction of Feed

Standard Reel Component Orientation
for TR Suffix Device

W

 

Package 

Carrier Width (W) 

Pitch (P) 

Part Per Full Reel 

Reel Size

16-Pin QSOP (N) 

12 mm 

8 mm 

2500 

13 in

Carrier Tape, Reel Size, Number of Components Per Reel and Reel Size
 

8

°

MAX.

PIN 1

.157 (3.99)
.150 (3.81)

.196 (4.98)
.189 (4.80)

.012 (0.31)
.008 (0.21)

.010 (0.25)
.004 (0.10)

.069 (1.75)
.053 (1.35)

.010 (0.25)
.007 (0.19)

.050 (1.27)
.016 (0.41)

.244 (6.20)
.228 (5.80)

.025 

(0.635) 

TYP.

16-Pin QSOP (Narrow)

Dimensions: inches (mm)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21341b-html.html
background image

TC1030

DS21341B-page 10

2002 Microchip Technology Inc.

NOTES:

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download