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AD8034AR-EBZ

器件型号:AD8034AR-EBZ
器件类别:嵌入式解决方案    工程工具   
厂商名称:ADI [Analog Devices Inc]
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器件描述

Amplifier IC Development Tools AD8034 Eval Brd

参数

产品属性属性值
产品种类:
Product Category:
Amplifier IC Development Tools
制造商:
Manufacturer:
Analog Devices Inc.
RoHS:YES
产品:
Product:
Evaluation Boards
类型:
Type:
High Speed Amplifiers
工具用于评估:
Tool Is For Evaluation Of:
AD8034ARZ
工作电源电压:
Operating Supply Voltage:
5 V to 24 V
封装:
Packaging:
Bulk
商标:
Brand:
Analog Devices
Description/Function:8 lead SOIC bare evaluation board
最大工作温度:
Maximum Operating Temperature:
+ 85 C
最小工作温度:
Minimum Operating Temperature:
- 40 C
工作电源电流:
Operating Supply Current:
7 mA
系列:
Series:
AD8034
工厂包装数量:
Factory Pack Quantity:
1

AD8034AR-EBZ器件文档内容

                                                                                                                                                    Low Cost, 80 MHz

                                                                                                                                                    FastFET Op Amps

                                                                                                                                                    AD8033/AD8034

FEATURES                                                                                                                      CONNECTION                           DIAGRAMS

FET input amplifier                                                                                        NC         1       AD8033   8      NC                                 AD8033

1 pA typical input bias current                                                                            –IN        2                7      +VS                  VOUT   1                    5     +VS

Very low cost                                                                                              +IN        3                6      VOUT                 –VS    2

High speed                                                                                                 –VS        4                5      NC    02924-001                                                   02924-002

80 MHz, −3 dB bandwidth (G = +1)                                                                                                                                   +IN    3                    4     –IN

                                                                                                                      NC = NO CONNECT

80 V/μs slew rate (G = +2)                                                                                            Figure 1. 8-Lead SOIC (R)                        Figure 2. 5-Lead SC70      (KS)

Low noise

11 nV/√Hz (f = 100 kHz)                                                                                                                VOUT1  1                        8  +VS

0.7 fA/√Hz (f = 100 kHz)                                                                                                               –IN1   2                        7  VOUT2

Wide supply voltage range: 5 V to 24 V                                                                                                 +IN1   3                        6  –IN2      02924-003

Low offset voltage: 1 mV typical                                                                                                       –VS    4    AD8034              5  +IN2

Single-supply and rail-to-rail output                                                                                         Figure 3. 8-Lead SOIC (R) and 8-Lead SOT-23 (RJ)

High common-mode rejection ratio: −100 dB

Low power: 3.3 mA/amplifier typical supply current

No phase reversal                                                                                                     24                                                  VOUT = 200mV p-p

Small packaging: 8-lead SOIC, 8-lead SOT-23, and 5-lead SC70                                                          21      G = +10

                                                                                                                      18

APPLICATIONS                                                                                                          15      G = +5

                                                                                                                      12

Instrumentation                                                                                            GAIN (dB)  9

Filters                                                                                                                       G = +2

Level shifting                                                                                                        6

Buffering                                                                                                             3

                                                                                                                                                                                    G = +1

                                                                                                                      0

                                                                                                                      –3

GENERAL DESCRIPTION                                                                                                                                            G = –1

                                                                                                                      –6

The AD8033/AD8034 FastFET™ amplifiers are voltage feedback                                                            –9

amplifiers with FET inputs, offering ease of use and excellent                                                           0.1           1                       10              100             1000  02924-004

                                                                                                                                                 FREQUENCY (MHz)

performance. The AD8033 is a single amplifier and the AD8034

is a dual amplifier. The AD8033/AD8034 FastFET op amps in                                                                     Figure 4. Small Signal Frequency Response

Analog Devices, Inc., proprietary XFCB process offer significant                                           The AD8033/AD8034 amplifiers only draw 3.3 mA/amplifier of

performance improvements over other low cost FET amps, such                                                quiescent current while having the capability of delivering up to

as low noise (11 nV/√Hz and 0.7 fA/√Hz) and high speed (80 MHz                                             40 mA of load current.

bandwidth and 80 V/μs slew rate).                                                                          The AD8033 is available in a small package 8-lead SOIC and a

With a wide supply voltage range from 5 V to 24 V and fully                                                small package 5-lead SC70. The AD8034 is also available in a

operational on a single supply, the AD8033/AD8034 amplifiers                                               small package 8-lead SOIC and a small package 8-lead SOT-23.

work in more applications than similarly priced FET input                                                  They are rated to work over the industrial temperature range of

amplifiers. In addition, the AD8033/AD8034 have rail-to-rail                                               −40°C to +85°C without a premium over commercial grade

outputs for added versatility.                                                                             products.

Despite their low cost, the amplifiers provide excellent overall

performance. They offer a high common-mode rejection of

−100 dB, low input offset voltage of 2 mV maximum, and low

noise of 11 nV/√Hz.

Rev. D

Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no

responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other     One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

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AD8033/AD8034

TABLE OF CONTENTS

Features .............................................................................................. 1  Input Overdrive .......................................................................... 16

Applications....................................................................................... 1      Input Impedance ........................................................................ 16

General Description ......................................................................... 1            Thermal Considerations............................................................ 16

Connection Diagrams...................................................................... 1                Layout, Grounding, and Bypassing Considerations .................. 18

Revision History ............................................................................... 2         Bypassing ..................................................................................... 18

Specifications..................................................................................... 3      Grounding ................................................................................... 18

Absolute Maximum Ratings............................................................ 6                     Leakage Currents........................................................................ 18

Maximum Power Dissipation ..................................................... 6                          Input Capacitance ...................................................................... 18

Output Short Circuit .................................................................... 6                Applications Information .............................................................. 19

ESD Caution.................................................................................. 6            High Speed Peak Detector ........................................................ 19

Typical Performance Characteristics ............................................. 7                        Active Filters ............................................................................... 20

Test Circuits..................................................................................... 14      Wideband Photodiode Preamp ................................................ 21

Theory of Operation ...................................................................... 16              Outline Dimensions ....................................................................... 23

Output Stage Drive and Capacitive Load Drive ..................... 16                                      Ordering Guide .......................................................................... 24

REVISION HISTORY                                                                                           8/02—Rev. 0 to Rev. A

9/08—Rev. C to Rev. D                                                                                      Added AD8033 ................................................................... Universal

Deleted Usable Input Range Parameter, Table 1........................... 3                                 VOUT = 2 V p-p Deleted from Default Conditions ......... Universal

Deleted Usable Input Range Parameter, Table 2........................... 4                                 Added SOIC-8 (R) and SC70 (KS)..................................................1

Deleted Usable Input Range Parameter, Table 3........................... 5                                 Edits to General Description Section .............................................1

                                                                                                           Changes to Specifications.................................................................2

                                                                                                           New Figure 2 ......................................................................................5

4/08—Rev. B to Rev. C                                                                                      Edits to Maximum Power Dissipation Section..............................5

Changes to Format .............................................................Universal                   Changes to Ordering Guide .............................................................5

Changes to Features and General Description ............................. 1                                Change to TPC 3 ...............................................................................6

Changes to Figure 13 Caption and Figure 14 Caption ................ 8                                      Change to TPC 6 ...............................................................................6

Changes to Figure 22 and Figure 23............................................... 9                        Change to TPC 9 ...............................................................................7

Changes to Figure 25 and Figure 28............................................. 10                         New TPC 16 .......................................................................................8

Changes to Input Capacitance Section ........................................ 18                           New TPC 17 .......................................................................................8

Changes to Active Filters Section ................................................. 21                     New TPC 31 .................................................................................... 11

Changes to Outline Dimensions................................................... 23                        New TPC 35 .................................................................................... 11

Changes to Ordering Guide .......................................................... 24                    New Test Circuit 9 .......................................................................... 13

                                                                                                           SC70 (KS) Package Added ............................................................ 19

2/03—Rev. A to Rev. B

Changes to Features.......................................................................... 1

Changes to Connection Diagrams ................................................. 1

Changes to Specifications ................................................................ 2

Changes to Absolute Maximum Ratings ....................................... 4

Replaced TPC 31............................................................................. 11

Changes to TPC 35 ......................................................................... 11

Changes to Test Circuit 3............................................................... 12

Updated Outline Dimensions ....................................................... 19

                       Rev. D | Page 2 of 24
                                                                                                          AD8033/AD8034

SPECIFICATIONS

TA = 25°C, VS = ±5 V, RL = 1 kΩ, gain =  +2,  unless otherwise noted.

Table 1.

Parameter                                     Conditions                                    Min    Typ           Max  Unit

DYNAMIC PERFORMANCE

−3 dB Bandwidth                               G = +1, VOUT = 0.2 V p-p                      65     80                 MHz

                                              G = +2, VOUT = 0.2 V p-p                             30                 MHz

                                              G = +2, VOUT = 2 V p-p                               21                 MHz

Input Overdrive Recovery Time                 −6 V to +6 V input                                   135                ns

Output Overdrive Recovery Time                −3 V to +3 V input, G = +2                           135                ns

Slew Rate (25% to 75%)                        G = +2, VOUT = 4 V step                       55     80                 V/μs

Settling Time to 0.1%                         G = +2, VOUT = 2 V step                              95                 ns

                                              G = +2, VOUT = 8 V step                              225                ns

NOISE/HARMONIC PERFORMANCE

Distortion                                    fC = 1 MHz, VOUT = 2 V p-p

Second Harmonic                               RL = 500 Ω                                           −82                dBc

                                              RL = 1 kΩ                                            −85                dBc

Third Harmonic                                RL = 500 Ω                                           −70                dBc

                                              RL = 1 kΩ                                            −81                dBc

Crosstalk, Output-to-Output                   f = 1 MHz, G = +2                                    −86                dB

Input Voltage Noise                           f = 100 kHz                                          11                 nV/√Hz

Input Current Noise                           f = 100 kHz                                          0.7                fA/√Hz

DC PERFORMANCE

Input Offset Voltage                          VCM = 0 V                                            1             2    mV

                                              TMIN − TMAX                                                        3.5  mV

Input Offset Voltage Match                                                                                       2.5  mV

Input Offset Voltage Drift                                                                         4             27   μV/°C

Input Bias Current                                                                                 1.5           11   pA

                                              TMIN − TMAX                                          50                 pA

Open-Loop Gain                                VOUT = ± 3 V                                  89     92                 dB

INPUT CHARACTERISTICS

Common-Mode Input Impedance                                                                        1000||2.3          GΩ||pF

Differential Input Impedance                                                                       1000||1.7          GΩ||pF

Input Common-Mode Voltage Range

FET Input Range                                                                                    −5.0 to +2.2       V

Common-Mode Rejection Ratio                   VCM = −3 V to +1.5 V                          −89    −100               dB

OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage Swing                                                                        ±4.75  ±4.95              V

Output Short-Circuit Current                                                                       40                 mA

Capacitive Load Drive                         30% overshoot, G = +1, VOUT = 400    mV  p-p         35                 pF

POWER SUPPLY

Operating Range                                                                             5                    24   V

Quiescent Current per Amplifier                                                                    3.3           3.5  mA

Power Supply Rejection Ratio                  VS = ±2 V                                     −90    −100               dB

                                                            Rev. D | Page 3 of 24
AD8033/AD8034

TA = 25°C, VS = 5 V, RL = 1 kΩ, gain = +2,  unless otherwise noted.

Table 2.

Parameter                                   Conditions                                         Min           Typ           Max  Unit

DYNAMIC PERFORMANCE

−3 dB Bandwidth                             G = +1, VOUT = 0.2 V p-p                           70            80                 MHz

                                            G = +2, VOUT = 0.2 V p-p                                         32                 MHz

                                            G = +2, VOUT = 2 V p-p                                           21                 MHz

Input Overdrive Recovery Time               −3 V to +3 V input                                               180                ns

Output Overdrive Recovery Time              −1.5 V to +1.5 V input, G = +2                                   200                ns

Slew Rate (25% to 75%)                      G = +2, VOUT = 4 V step                            55            70                 V/μs

Settling Time to 0.1%                       G = +2, VOUT = 2 V step                                          100                ns

NOISE/HARMONIC PERFORMANCE

Distortion                                  fC = 1 MHz, VOUT = 2 V p-p

Second Harmonic                             RL = 500 Ω                                                       −80                dBc

                                            RL = 1 kΩ                                                        −84                dBc

Third Harmonic                              RL = 500 Ω                                                       −70                dBc

                                            RL = 1 kΩ                                                        −80                dBc

Crosstalk, Output to Output                 f = 1 MHz, G = +2                                                −86                dB

Input Voltage Noise                         f = 100 kHz                                                      11                 nV/√Hz

Input Current Noise                         f = 100 kHz                                                      0.7                fA/√Hz

DC PERFORMANCE

Input Offset Voltage                        VCM = 0 V                                                        1             2    mV

                                            TMIN − TMAX                                                                    3.5  mV

Input Offset Voltage Match                                                                                                 2.5  mV

Input Offset Voltage Drift                                                                                   4             30   μV/°C

Input Bias Current                                                                                           1             10   pA

                                            TMIN − TMAX                                                      50                 pA

Open-Loop Gain                              VOUT = 0 V to 3 V                                  87            92                 dB

INPUT CHARACTERISTICS

Common-Mode Input Impedance                                                                                  1000||2.3          GΩ||pF

Differential Input Impedance                                                                                 1000||1.7          GΩ||pF

Input Common-Mode Voltage Range

FET Input Range                                                                                              0 to 2.0           V

Common-Mode Rejection Ratio                 VCM = 1.0 V to 2.5 V                               −80           −100               dB

OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage Swing                        RL = 1 kΩ                                          0.16 to 4.83  0.04 to 4.95       V

Output Short-Circuit Current                                                                                 30                 mA

Capacitive Load Drive                       30% overshoot, G = +1, VOUT = 400         mV  p-p                25                 pF

POWER SUPPLY

Operating Range                                                                                5                           24   V

Quiescent Current per Amplifier                                                                              3.3           3.5  mA

Power Supply Rejection Ratio                VS = ±1 V                                          −80           −100               dB

                                                               Rev. D | Page 4 of 24
                                                                                                       AD8033/AD8034

TA = 25°C, VS = ±12 V, RL = 1 kΩ, gain  =  +2,  unless otherwise noted.

Table 3.

Parameter                                       Conditions                          Min     Typ            Max  Unit

DYNAMIC PERFORMANCE

−3 dB Bandwidth                                 G = +1, VOUT = 0.2 V p-p            65      80                  MHz

                                                G = +2, VOUT = 0.2 V p-p                    30                  MHz

                                                G = +2, VOUT = 2 V p-p                      21                  MHz

Input Overdrive Recovery Time                   −13 V to +13 V input                        100                 ns

Output Overdrive Recovery Time                  −6.5 V to +6.5 V input, G = +2              100                 ns

Slew Rate (25% to 75%)                          G = +2, VOUT = 4 V step             55      80                  V/μs

Settling Time to 0.1%                           G = +2, VOUT = 2 V step                     90                  ns

                                                G = +2, VOUT = 10 V step                    225                 ns

NOISE/HARMONIC PERFORMANCE

Distortion                                      fC = 1 MHz, VOUT = 2 V p-p

Second Harmonic                                 RL = 500 Ω                                  −80                 dBc

                                                RL = 1 kΩ                                   −82                 dBc

Third Harmonic                                  RL = 500 Ω                                  −70                 dBc

                                                RL = 1 kΩ                                   −82                 dBc

Crosstalk, Output to Output                     f = 1 MHz, G = +2                           −86                 dB

Input Voltage Noise                             f = 100 kHz                                 11                  nV/√Hz

Input Current Noise                             f = 100 kHz                                 0.7                 fA/√Hz

DC PERFORMANCE

Input Offset Voltage                            VCM = 0 V                                   1              2    mV

                                                TMIN − TMAX                                                3.5  mV

Input Offset Voltage Match                                                                                 2.5  mV

Input Offset Voltage Drift                                                                  4              24   μV/°C

Input Bias Current                                                                          2              12   pA

                                                TMIN − TMAX                                 50                  pA

Open-Loop Gain                                  VOUT = ±8 V                         88      96                  dB

INPUT CHARACTERISTICS

Common-Mode Input Impedance                                                                 1000||2.3           GΩ||pF

Differential Input Impedance                                                                1000||1.7           GΩ||pF

Input Common-Mode Voltage Range

FET Input Range                                                                             −12.0 to +9.0       V

Common-Mode Rejection Ratio                     VCM = ±5 V                          −92     −100                dB

OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage Swing                                                                ±11.52  ±11.84              V

Output Short-Circuit Current                                                                60                  mA

Capacitive Load Drive                           30% overshoot, G = +1                       35                  pF

POWER SUPPLY

Operating Range                                                                     5                      24   V

Quiescent Current per Amplifier                                                             3.3            3.5  mA

Power Supply Rejection Ratio                    VS = ±2 V                           −85     −100                dB

                                                             Rev. D | Page 5 of 24
AD8033/AD8034

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Table 4.                                                               If the rms signal levels are indeterminate, consider the worst case,

                                                                       when VOUT = VS/4 for RL to midsupply

Parameter                                      Rating                                         PD = (VS × IS) + (VS/4)2/RL

Supply Voltage                                 26.4 V

Power Dissipation                              See Figure 5            In single-supply operation with RL referenced to VS−, worst case

Common-Mode Input Voltage                      26.4 V                  is VOUT = VS/2.

Differential Input Voltage                     1.4 V                                                                         2.0

Storage Temperature Range                      −65°C to +125°C

Operating Temperature Range                    −40°C to +85°C                                 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)

Lead Temperature (Soldering 10 sec)            300°C                                                                         1.5

                                                                                                                                  SOT-23-8       SOIC-8

Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings

may cause permanent damage to the device. This is a stress                                                                   1.0

rating only; functional operation of the device at these or any

other conditions above those indicated in the operational                                                                              SC70-5

section of this specification is not implied. Exposure to absolute                                                           0.5

maximum rating conditions for extended periods may affect

device reliability.

MAXIMUM POWER DISSIPATION                                                                                                    0                                                      02924-005

                                                                                                                             –60  –40       –20  0       20  40       60   80  100

The maximum safe power dissipation in the AD8033/AD8034                                                                                     AMBIENT TEMPERATURE (°C)

packages is limited by the associated rise in junction temperature                                                                Figure 5. Maximum Power Dissipation vs.

(TJ) on the die. The plastic that encapsulates the die locally                                                                    Ambient Temperature for a 4-Layer Board

reaches the junction temperature. At approximately 150°C,              Airflow increases heat dissipation, effectively reducing θJA. In

which is the glass transition temperature, the plastic changes its     addition, more metal directly in contact with the package leads

properties. Even temporarily exceeding this temperature limit          from metal traces, through holes, ground, and power planes

can change the stresses that the package exerts on the die,            reduces the θJA. Care must be taken to minimize parasitic

permanently shifting the parametric performance of the AD8033/         capacitances at the input leads of high speed op amps as discussed

AD8034. Exceeding a junction temperature of 175°C for an               in the Layout, Grounding, and Bypassing Considerations section.

extended period can result in changes in silicon devices, potentially  Figure 5 shows the maximum power dissipation in the package

causing failure.                                                       vs. the ambient temperature for the 8-lead SOIC (125°C/W),

The still-air thermal properties of the package and PCB (θJA),         5-lead SC70 (210°C/W), and 8-lead SOT-23 (160°C/W) packages

ambient temperature (TA), and the total power dissipated in the        on a JEDEC standard 4-layer board. θJA values are approximations.

package (PD) determine the junction temperature of the die.            OUTPUT SHORT CIRCUIT

The junction temperature can be calculated as

TJ = TA + (PD × θJA)                                                   Shorting the output to ground or drawing excessive current for

                                                                       the AD8033/AD8034 will likely cause catastrophic failure.

PD is the sum of the quiescent power dissipation and the power

dissipated in the package due to the load drive for all outputs.

The quiescent power is the voltage between the supply pins (VS)        ESD CAUTION

times the quiescent current (IS). Assuming the load (RL) is

referenced to midsupply, the total drive power is VS/2 × IOUT,

some of which is dissipated in the package and some in the load

(VOUT × IOUT). The difference between the total drive power and

the load power is the drive power dissipated in the package

PD = Quiescent Power + (Total Drive Power − Load Power)

PD = [VS × IS] + [(VS/2) × (VOUT/RL)] − [VOUT2/RL]

RMS output voltages should be considered. If RL is referenced

to −VS, as in single-supply operation, the total drive power is

VS × IOUT.

                                                                       Rev. D | Page 6 of 24
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TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS

Default conditions: VS = ±5 V, CL = 5 pF, RL = 1 kΩ, TA = 25°C.

           24                                            VOUT = 200mV p-p                                                     8  G    =  +2

           21       G = +10

                                                                                                                              7

           18

           15       G = +5                                                                                                    6                                                 VOUT = 0.2V p-p

           12                                                                                                                 5

GAIN (dB)  9                                                                                                       GAIN (dB)                            VOUT = 1V p-p

                    G = +2                                                                                                    4

           6

           3                                                                                                                  3

                                                               G = +1

           0                                                                                                                  2                            VOUT = 4V p-p

           –3

                                     G = –1                                                                                   1

           –6                                                                                                                                              VOUT = 2V p-p

           –9                                                                    02924-006                                    0                                                                       02924-009

           0.1                 1     10                   100              1000                                                  0.1                    1                   10                   100

                                     FREQUENCY (MHz)                                                                                                       FREQUENCY (MHz)

           Figure 6. Small Signal Frequency Response for Various Gains                      Figure                            9. Frequency    Response for Various Output Amplitudes (See        Figure          45)

           1                                                                                                                  8

                                                      VS = +5V

           0                                                                                                                  7                                                 VS = +5V

                                               VS = ±5V                                                                       6

           –1

                                                      VS = ±12V                                                               5

GAIN (dB)  –2                                                                                                      GAIN (dB)                               VS = ±5V

                                                                                                                              4

           –3

                                                                                                                              3

           –4                                                                                                                 2

                                                                                                                                                           VS = ±12V

           –5                                                                                                                 1

                G = +1                                                                                                                G = +2

                VOUT = 200mV p-p                                                                                                      VOUT = 200mV p-p

           –6                                                                    02924-007                                    0  0.1                    1                   10                   100  02924-010

               0.1                1                   10                   100                                                                             FREQUENCY (MHz)

                                     FREQUENCY (MHz)

           Figure 7. Small Signal Frequency Response for Various Supplies                                          Figure 10. Small Signal Frequency Response for Various Supplies

                                     (See Figure 44)                                                                                                       (See Figure 45)

           2    G = +1                                                                                                        7

                VOUT = 2V p-p                                                                                                                                                   VS = ±12V

           1                                                                                                                  6

                                                          VS = ±12V

           0                                                                                                                  5                            VS = ±5V

                                     VS = ±5V                                                                                                              VS = +5V

           –1                        VS = +5V

GAIN (dB)                                                                                                          GAIN (dB)  4

           –2

                                                                                                                              3

           –3

           –4                                                                                                                 2

           –5                                                                                                                 1

                                                                                                                                 G = +2

           –6                                                                    02924-008                                    0  VOUT = 2V p-p                                                        02924-011

           0.1                    1                   10                   100                                                   0.1                    1                   10                   100

                                     FREQUENCY (MHz)                                                                                                       FREQUENCY (MHz)

           Figure 8. Large Signal Frequency Response for Various Supplies                                          Figure 11. Large Signal Frequency Response for Various Supplies

                                     (See Figure 44)                                                                                                       (See Figure 45)

                                                                                            Rev. D | Page 7 of 24
AD8033/AD8034

               8                                                                                                                                       10

                        VOUT = 200mV p-p                 CL = 100pF                                                                                          VOUT = 200mV p-p     CL = 100pF

                        G = +1                                                                                                                            9  G = +2

               6

                                                                                                                                                          8                       CL = 51pF

               4                               CL = 100pF                                                                                                 7

                                               RSNUB = 25Ω

               2                                                                                                                            GAIN (dB)     6

GAIN (dB)                                                                                                                                                 5                       CL = 33pF

               0                                                                                                                                          4

                                                            CL = 33pF                                                                                                                        CL = 2pF

               –2                                                                                                                                         3

                                                            CL = 2pF                                                                                      2

               –4

                                                                                                                                                          1

               –6                                                                            02924-012                                                    0                                                             02924-015
                                                                                                                                                          0.1                  1                   10              100
                    0.1                   1                    10                      100

                                             FREQUENCY (MHz)                                                                                                                      FREQUENCY (MHz)

Figure 12. Small Signal Frequency Response for Various CL (See Figure                        44)                                 Figure 15. Small Signal Frequency Response for Various CL (See Figure                             45)

               9    VOUT = 200mV p-p                                                                                                                      8  VOUT = 200mV p-p

                    RF = 3kΩ                   CF = 0pF                                                                                                      G = +2

               8    G = +2                                                                                                                                7

                                                                             CF = 1pF                                                                                                                  RL = 1kΩ

               7                                                                                                                                          6

               6

                                               CF = 1.5pF                                                                                                 5

GAIN (dB)      5                                                                                                                            GAIN (dB)                             RL = 500Ω

                                               CF = 2pF                                                                                                   4

               4

                                                                                                                                                          3

               3

               2                                                                                                                                          2

               1                                                                                                                                          1

               0                                                                             02924-013                                                    0                                                             02924-016
                   0.1                    1                    10                      100                                                                 0.1                 1                   10              100

                                             FREQUENCY (MHz)                                                                                                                      FREQUENCY (MHz)

Figure 13. Small Signal Frequency Response for Various CF (See Figure                        45)                                 Figure 16. Small Signal Frequency Response for Various RL (See Figure                             45)

               100  VOUT = 200mV p-p                                                                                                        100                                                         VS = ±12V  180

                                                                                                                                            80                                                                     150

               10

                                                                                                                                                                                         GAIN

IMPEDANCE (Ω)                                            G  =  +2                                                                           60                                                                     120  PHASE (Degrees)

               1                                                                                                                 GAIN (dB)  40                                                                     90

                                                                                                                                                                                  PHASE

                                                                   G  =  +1                                                                 20                                                                     60

               0.1

                                                                                                                                                       0                                                           30

0.01                                                                                         02924-014                                      –20                                                                    0                     02924-017

               100              1k        10k  100k            1M            10M       100M                                                            100           1k  10k      100k         1M       10M      100M

                                               FREQUENCY (Hz)                                                                                                                  FREQUENCY (Hz)

               Figure 14. Output Impedance vs. Frequency (See Figure 47)                                                                                                 Figure 17. Open-Loop Response

                                                                                                        Rev.  D  |  Page  8  of  24
                                                                                                                                                                                                        AD8033/AD8034

                  –40      G = +2                                                                                                                      –40

                                                               HD3 RL = 500Ω

                  –50                                                                                                                                  –50

                  –60                                                                                                                                  –60

DISTORTION (dBc)  –70                                                                                                               DISTORTION (dBc)   –70

                                                                                                                                                                             HD2 G = +1

                  –80              HD3 RL = 1kΩ                                                                                                        –80

                                                                                                                                                                 HD3 G = +2

                  –90                                                                                                                                  –90

                                                                                                                                                                                                         HD2 G = +2

                  –100                           HD2 RL = 500Ω                                                                                        –100

                  –110                                                                                                                                –110

                                   HD2 RL = 1kΩ                                                                                                                              HD3 G = +1

                  –120                                                                      02924-018                                                 –120                                                                        02924-021

                        0.1                         1                                    5                                                                  0.1                                      1                       5

                                          FREQUENCY (MHz)                                                                                                                            FREQUENCY (MHz)

                  Figure 18. Harmonic Distortion vs. Frequency for Various Loads                                                                       Figure 21. Harmonic Distortion vs. Frequency for Various Gains

                                          (See Figure 45)

                  –40      G = +2                                                                                                                      –20

                                                                                                                                                            G = +2

                  –50                                          HD3 VS = 5V                                                                             –30

                                                                                                                                                       –40                   HD3 VOUT = 10V p-p          HD2 VOUT = 20V p-p

                  –60

DISTORTION (dBc)                                                                                                                                       –50       HD3 VOUT = 20V p-p

                  –70                                                                                                               DISTORTION (dBc)   –60

                  –80                                                                                                                                  –70                                               HD2 VOUT = 10V p-p

                             HD2 VS = 5V                                   HD3 VS = 24V

                  –90                                                                                                                                  –80

                                                                                                                                                       –90                                               HD3 VOUT = 2V p-p

                  –100

                                                                                                                                                      –100

                  –110                           HD2 VS = 24V

                                                                                                                                                      –110              HD2 VOUT = 2V p-p

                  –120                                                                      02924-019                                                 –120                                                                        02924-022

                        0.1                      1                                       5                                                                 0.1                                       1                       5

                                          FREQUENCY (MHz)                                                                                                                            FREQUENCY (MHz)

Figure 19. Harmonic Distortion vs. Frequency for Various Supply Voltages                                                            Figure 22. Harmonic Distortion vs. Frequency for Various Amplitudes

                                          (See Figure 45)                                                                                                                    (See Figure 45), VS = 24 V

1000                                                                                                                                                   80

                                                                                                                                                            G = +1

                                                                                                                                                                                         VS = +5V POSITIVE SIDE

                                                                                                                                                       70

                                                                                                                                    (%)                60

                                                                                                                                    PERCENT OVERSHOOT            VS = +5V NEGATIVE SIDE

NOISE (nV/√Hz)                                                                                                                                         50

                  100                                                                                                                                  40

                                                                                                                                                       30                                            VS = ±5V NEGATIVE SIDE

                                                                                                                                                       20

                                                                                                                                                                             VS = ±5V POSITIVE SIDE

                                                                                                                                                       10

                  10                                                                        02924-020                                                  0

                       10    100   1k     10k    100k          1M          10M  100M                                                                   10           30               50          70      90                  110  02924-023

                                          FREQUENCY (Hz)                                                                                                                     CAPACITIVE LOAD (pF)

                                   Figure 20. Voltage Noise vs. Frequency                                                                             Figure 23. Percent Overshoot vs. Capacitive Load (See Figure 44)

                                                                                                       Rev.  D  |  Page  9  of  24
AD8033/AD8034

G = +1                                                                                             G = +1

                                                                                                   38pF            15pF

        25mV/DIV                  20ns/DIV                      02924-024                          80mV/DIV                              80ns/DIV                   02924-027

Figure 24. Small Signal Transient Response 5 V (See Figure 44)                                     Figure 27. Small Signal Transient Response ±5 V (See Figure 44)

G = +1                                                                                             G = +2

                  VOUT = 20V p-p                                                                                         VOUT = 20V p-p

                  VOUT = 8V p-p                                                                                          VOUT = 8V p-p

                  VOUT = 2V p-p                                                                                          VOUT = 2V p-p

        3V/DIV                    320ns/DIV                     02924-025                                  3V/DIV                        320ns/DIV                  02924-028

Figure 25. Large Signal Transient Response (See Figure 44)                                         Figure 28. Large Signal Transient Response (See Figure 45)

G = –1                                                                                             G = +1

                  VIN             VOUT                                                                                   VOUT            VIN

        1.5V/DIV                  350ns/DIV                     02924-026                          1.5V/DIV                              350ns/DIV                  02924-029

Figure 26. Output Overdrive Recovery (See Figure 46)                                               Figure 29. Input Overdrive Recovery (See Figure 44)

                                                                           Rev. D | Page 10 of 24
                                                                                                                                                                                                 AD8033/AD8034

                                     VIN = 1V

                                                                                                                                                                                       VIN = 1V

                                     VOUT – 2VIN

                                                                                   +0.1%                                                                                                                              +0.1%

                                                                                   –0.1%                                                                                                        VOUT – 2VIN           –0.1%

                        t=0                                                                                                                               t=0

                   2mV/DIV                        1.5µs/DIV                                02924-030                                                2mV/DIV                                  20ns/DIV                         02924-033

                        Figure 30. Long-Term Settling Time                                                                                                     Figure 33. 0.1% Short-Term Settling Time

         0                                                                                                                                          7.0

         –5                                                                                                                                         6.9

                                                                                                                                         (mA)       6.8

         –10                                                                                                                             CURRENT                               VS = ±12V

                                                                                                                                                    6.7

                                                                          –Ib

         –15                                                                                                                                        6.6

Ib (pA)                                                                                                                                  SUPPL Y    6.5

         –20                                                                                                                                                                                         VS = ±5V

                                                             +Ib                                                                                    6.4

         –25                                                                                                                             QUIESCENT  6.3

                                                                                                                                                    6.2                                VS = +5V

         –30

                                                                                                                                                    6.1

         –35                                                                                                                                        6.0

         –40                                                                                          02924-031                                     5.9                                                                                  02924-034

              20   25   30   35  40  45       50     55      60   65      70   75  80  85                                                           –40        –20          0          20        40          60       80

                                     TEMPERATURE (°C)                                                                                                                          TEMPERATURE (°C)

                             Figure 31. Ib vs. Temperature                                                                           Figure 34. Quiescent Supply Current vs. Temperature for Various Supply

                                                                                                                                                                                   Voltages

              BJT INPUT RANGE                                                                                                                       4.0

         42

         36                                                                                                                                         3.5

         30                                                                                                                                                                                             VS   =  ±12V

Ib (µA)  24                                                               –Ib                                                        OFFSET (mV)    3.0

         18                                                               +Ib                                                                       2.5

         12                                                                                                                                         2.0

         6

         0                                                                                                                           NORMALIZED     1.5

         10   FET INPUT RANGE

         5                           +Ib                                                                                                            1.0

         0                                                                                                                                                          VS  = ±5V      VS = +5V

                                                                                                                                                    0.5

(pA)     –5                                          –Ib

         –10                                                                                                                                        0

Ib       –15

         –20                                                                                                                                        –0.5

         –25                                                                                                                                        –1.0                                                                                 02924-035

         –30                                                                                          02924-032                                     –14   –12  –10  –8  –6     –4  –2  0     2   4   6       8   10   12  14

              –12  –10  –8   –6  –4       –2      0       2       4   6        8   10  12                                                                               COMMON-MODE VOLTAGE          (V)

                                 COMMON-MODE VOLTAGE                 (V)

                   Figure 32. Ib vs. Common-Mode Voltage Range                                                                                      Figure 35. Input Offset Voltage vs. Common-Mode Voltage

                                                                                                      Rev.       D  |  Page  11  of  24
AD8033/AD8034

                       –20                                                                                                                  105

                                                                                                                                            100

                       –30

                                                                                                                                            95

                       –40                                                                                                  (dB)            90

(dB)                                                                                                                        GAIN                           RL = 500Ω

                                                                                                                                            85                               RL = 1kΩ

CMRR                   –50                                                                                                  OPEN-LOOP                                                          RL = 2kΩ

                                                                                                                                            80

                       –60                                                                                                                  75

                                                                                                                                            70

                       –70

                                                                                                                                            65

                       –80                                                               02924-036                                          60                                                                         02924-039

                            0.1         1                    10                     100                                                     –12       –10  –8  –6     –4     –2  0     2   4    6        8    10   12

                                            FREQUENCY (MHz)                                                                                                           OUTPUT VOLTAGE (V)

                                 Figure 36. CMRR vs. Frequency (See Figure 50)                                                              Figure 39.     Open-Loop Gain vs. Output Voltage for Various          RL

                       1.0                                                                                                                  –40

                       0.8                                                                                                                  –50

                                                                                                                                                                             SOT-23 A/B

OUTPUT SATURATION (V)                                     VCC – VOH                                                         CROSSTALK (dB)  –60

                       0.6

                                                                                                                                                                                                         SOIC A/B

                                                                                                                                            –70

                       0.4                                                                                                                              SOT-23 B/A

                                                                                                                                                                                                    SOIC B/A

                                              VOL – VEE                                                                                     –80

                       0.2                                                                                                                  –90

                       0                                                                 02924-037                                          –100                                                                       02924-040

                            0    5      10    15             20        25           30                                                           0.1                      1                     10                 50

                                              ILOAD (mA)                                                                                                                  FREQUENCY (MHz)

                            Figure 37. Output Saturation Voltage vs. Load Current                                                                          Figure 40. Crosstalk (See Figure 52)

                       0                                                                                                                    180

                       –10

                       –20                                                                                                                  150

                       –30

                                              –PSRR                                                                         FREQUENCY       120

PSRR (dB)              –40

                       –50                                                                                                                  90

                                                                +PSRR

                       –60

                                                                                                                                            60

                       –70

                       –80                                                                                                                  30

                       –90

–100                                                                                     02924-038                                          0                                                                          02924-041

                       0.0001    0.001  0.01  0.1            1         10           100                                                           –1.5     –1.0       –0.5          0      0.5           1.0      1.5

                                        FREQUENCY (MHz)                                                                                                                          VOS (mV)

                       Figure 38. PSRR vs. Frequency (See Figure 49 and Figure 51)                                                                                  Figure 41. Initial Offset

                                                                                                    Rev. D | Page 12 of 24
                                                                                                                  AD8033/AD8034

          VOUT                                                                                         VOUT

1.2V/DIV        VIN                              1µs/DIV  02924-042                          1.2V/DIV        VIN                              1µs/DIV  02924-043

          Figure 42. G = +1 Response, VS = ±5 V                                                        Figure 43. G = +2 Response, VS = ±5 V

                                                                     Rev. D | Page 13 of 24
AD8033/AD8034

TEST CIRCUITS

                      +VS                                                                                                  +VS

                      1µF                                                                                                  1µF

                      +                                                                                                    +

                      10nF                                                                                                 10nF

                                        RSNUB  976Ω          VOUT

VIN                   AD8033/AD8034            CLOAD  49.9Ω                                                                     AD8033/AD8034

               49.9Ω  10nF                                                                                                 10nF

                                                                                                                                        VSINE     +

                                                                                                                                        0.2V p-p  –

                              +                                                                                                 +

                      1µF                                               02924-044                                          1µF                       02924-047

                      –VS                                                                                                  –VS

                           Figure 44. G = +1                                                                          Figure 47. Output Impedance, G = +1

                      CF

          1kΩ         1kΩ

                      RF                                                                                              1kΩ       1kΩ

                      +VS                                                                                                  +VS

                           1µF                                                                                                  1µF

                           +                                                                                                    +

                           10nF                                                                                                 10nF

                                        RSNUB  976Ω

          499Ω                                               VOUT

VIN                        AD8033/AD8034       CLOAD  49.9Ω                                                                     AD8033/AD8034

          49.9Ω            10nF

                                                                                                                                10nF                            +

                                                                                                                                        VSINE

                                                                                                                                        0.2V p-p                –

                              +                                                                                                      +

                           1µF                                                     02924-045                                    1µF

                      –VS                                                                                                  –VS                                     02924-048

                           Figure 45. G = +2                                                                          Figure 48. Output Impedance, G = +2

     VIN       1kΩ            1kΩ

                              +VS

                                   1µF

                                 +

                                 10nF

                                               976Ω   VOUT

                                   AD8033/AD8034      49.9Ω

               499Ω              10nF

                                    +
                                 1µF
                                                             02924-046
                              –VS

                           Figure 46. G = −1

                                                                                              Rev. D | Page 14 of 24
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                                                                                                                               1V p-p

                       +VS                                                                                                     +      –       +VS

                              1µF                                                                                              +VS AC

                              +                                                                                                49.9Ω

                              10nF

                                                  VOUT                                                                                             VOUT

                              AD8033/AD8034                                                                                 AD8033/AD8034

                                                                                                                            10nF

          1V p-p

     –VS  –  +

          –VS AC       49.9Ω                             02924-051                                                             +

                                                                                                                             1µF                         02924-049

                                                                                                                          –VS

                  Figure 49. Negative PSRR                                                                             Figure 51. Positive PSRR

             1kΩ       1kΩ                                                                                             1kΩ        1kΩ

                                                                                                                                         –VS

                       +VS                                                                                                             –

VIN                           1µF                                                                           TO PORT 1  499Ω

49.9Ω                         +                                                                             +                          +  B              1kΩ

                                                                                                       VIN     50Ω

                              10nF                                                                          –                            +VS

                                            976Ω                                                                                  –VS

             1kΩ                                  VOUT

                              AD8033/AD8034       49.9Ω                                                                                +           499Ω

                  1kΩ                                                                                          TO PORT 2

                              10nF                                                                                                A

                                                                                                               1kΩ                     –

                                 +                                                                                                +VS                               02924-052

                              1µF                                   02924-050

                                                                                                                                  1kΩ                    1kΩ

                       –VS

                       Figure 50. CMRR                                                                                 Figure 52. Crosstalk

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AD8033/AD8034

THEORY OF OPERATION

The incorporation of JFET devices into the Analog Devices           As a result of entering the bipolar mode of operation, an offset

high voltage XFCB process has enabled the ability to design the     and input bias current shift occurs (see Figure 32 and Figure 35).

AD8033/AD8034. The AD8033/AD8034 are voltage feedback               After re-entering the JFET common-mode range, the amplifier

rail-to-rail output amplifiers with FET inputs and a bipolar-       recovers in approximately 100 ns (refer to Figure 29 for input

enhanced common-mode input range. The use of JFET devices in        overload behavior). Above and below the supply rails, ESD

high speed amplifiers extends the application space into both the   protection diodes activate, resulting in an exponentially

low input bias current and low distortion, high bandwidth areas.    increasing input bias current. If the inputs are driven well

Using N-channel JFETs and a folded cascade input topology,          beyond the rails, series input resistance should be included

the common-mode input level operates from 0.2 V below the           to limit the input bias current to <10 mA.

negative rail to within 3.0 V of the positive rail. Cascading of    INPUT IMPEDANCE

the input stage ensures low input bias current over the entire      The input capacitance of the AD8033/AD8034 forms a pole

common-mode range as well as CMRR and PSRR specifications           with the feedback network, resulting in peaking and ringing

that are above 90 dB. Additionally, long-term settling issues that  in the overall response. The equivalent impedance of the

normally occur with high supply voltages are minimized as a         feedback network should be kept small enough to ensure that

result of the cascading.                                            the parasitic pole falls well beyond the −3 dB bandwidth of the

OUTPUT STAGE DRIVE AND CAPACITIVE LOAD                              gain configuration being used. If larger impedance values are

DRIVE                                                               desired, the amplifier can be compensated by placing a small

The common emitter output stage adds rail-to-rail output            capacitor in parallel with the feedback resistor. Figure 13 shows

performance and is compensated to drive 35 pF (30% overshoot        the improvement in frequency response by including a small

at G = +1). Additional capacitance can be driven if a small snub    feedback capacitor with high feedback resistance values.

resistor is put in series with the capacitive load, effectively     THERMAL CONSIDERATIONS

decoupling the load from the output stage, as shown in Figure 12.   Because the AD8034 operates at up to ±12 V supplies in the

The output stage can source and sink 20 mA of current within        small 8-lead SOT-23 package (160°C/W), power dissipation can

500 mV of the supply rails and 1 mA within 100 mV of the            easily exceed package limitations, resulting in permanent shifts

supply rails.                                                       in device characteristics and even failure. Likewise, high supply

INPUT OVERDRIVE                                                     voltages can cause an increase in junction temperature even

An additional feature of the AD8033/AD8034 is a bipolar input       with light loads, resulting in an input bias current and offset

pair that adds rail-to-rail common-mode input performance           drift penalty. The input bias current doubles for every 10°C

specifically for applications that cannot tolerate phase inversion  shown in Figure 31. Refer to the Maximum Power Dissipation

problems.                                                           section for an estimation of die temperature based on load and

                                                                    supply voltage.

Under normal common-mode operation, the bipolar input

pair is kept reversed, maintaining Ib at less than 1 pA. When

the input common-mode operation comes within 3.0 V of the

positive supply rail, I1 turns off and I4 turns on, supplying tail

current to the bipolar pair Q25 and Q27. With this configuration,

the inputs can be driven beyond the positive supply rail without

any phase inversion (see Figure 53).

                                                                    Rev. D | Page 16 of 24
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          +VS

                   R2                   I2        R3

                                                                                                                        +      +

                                                                                                                    V2     V4

                                                                                                                        –      –

                                                                                         Q4                Q1

                       Q6                         Q7                                     Q13               Q14

VTH

                                             R14

               J1      D4      Q25      Q27                     J2

     –IN                                                            +IN                               VCC

                                                  D5                                                                           VOUT

                                                                                                 Q11

                                             Q9

                                                                                         Q29               Q28

                           I1       I4                                               R7      I3                 R8

     –VS                                                                                                                             02924-053

                                    Figure 53. Simplified AD8033/AD8034 Input Stage

                                        Rev. D | Page 17 of 24
AD8033/AD8034

LAYOUT, GROUNDING, AND BYPASSING CONSIDERATIONS

BYPASSING                                                              LEAKAGE CURRENTS

Power supply pins are actually inputs, and care must be taken          Poor PCB layout, contaminants, and the board insulator material

so that a noise-free stable dc voltage is applied. The purpose of      can create leakage currents that are much larger than the input

bypass capacitors is to create low impedances from the supply          bias currents of the AD8033/AD8034. Any voltage differential

to ground at all frequencies, thereby shunting or filtering a          between the inputs and nearby runs set up leakage currents

majority of the noise. Decoupling schemes are designed to              through the PCB insulator, for example, 1 V/100 GΩ = 10 pA.

minimize the bypassing impedance at all frequencies with a             Similarly, any contaminants on the board can create significant

parallel combination of capacitors. The chip capacitors, 0.01 μF       leakage (skin oils are a common problem). To significantly reduce

or 0.001 μF (X7R or NPO), are critical and should be placed as         leakages, put a guard ring (shield) around the inputs and input

close as possible to the amplifier package. Larger chip capacitors,    leads that is driven to the same voltage potential as the inputs.

such as the 0.1 μF capacitor, can be shared among a few closely        This way there is no voltage potential between the inputs and

spaced active components in the same signal path. The 10 μF            surrounding area to set up any leakage currents. For the guard

tantalum capacitor is less critical for high frequency bypassing, and  ring to be completely effective, it must be driven by a relatively

in most cases, only one per board is needed at the supply inputs.      low impedance source and should completely surround the input

GROUNDING                                                              leads on all sides, above, and below using a multilayer board.

A ground plane layer is important in densely packed PCBs to            Another effect that can cause leakage currents is the charge

spread the current, thereby minimizing parasitic inductances.          absorption of the insulator material itself. Minimizing the amount

However, an understanding of where the current flows in a              of material between the input leads and the guard ring helps to

circuit is critical to implementing effective high speed circuit       reduce the absorption. In addition, low absorption materials

design. The length of the current path is directly proportional        such as Teflon® or ceramic may be necessary in some instances.

to the magnitude of the parasitic inductances and, thus, the           INPUT CAPACITANCE

high frequency impedance of the path. High speed currents              Along with bypassing and ground, high speed amplifiers can be

in an inductive ground return create unwanted voltage noise.           sensitive to parasitic capacitance between the inputs and

The length of the high frequency bypass capacitor leads is most        ground. A few pF of capacitance reduces the input impedance at

critical. A parasitic inductance in the bypass grounding works         high frequencies, in turn it increases the gain of the amplifier

against the low impedance created by the bypass capacitor.             and can cause peaking of the overall frequency response or even

Place the ground leads of the bypass capacitors at the same            oscillations if severe enough. It is recommended that the external

physical location.                                                     passive components that are connected to the input pins be placed

Because load currents flow from the supplies as well, the ground       as close as possible to the inputs to avoid parasitic capacitance.

for the load impedance should be at the same physical location         The ground and power planes must be kept at a distance of at

as the bypass capacitor grounds. For the larger value capacitors       least 0.05 mm from the input pins on all layers of the board.

that are intended to be effective at lower frequencies, the current

return path distance is less critical.

                                                                     Rev. D | Page 18 of 24
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APPLICATIONS INFORMATION

HIGH SPEED PEAK DETECTOR                                                                         Using two amplifiers, the difference between the peak and the

The low input bias current and high bandwidth of the AD8033/                                     current input level is forced across R2 instead of either amplifier’s

AD8034 make the parts ideal for a fast settling, low leakage peak                                input pins. In the event of a rising pulse, the first amplifier

detector. The classic fast-low leakage topology with a diode in                                  compensates for the drop across D2 and D3, forcing the voltage

the output is limited to ~1.4 V p-p maximum in the case of the                                   at Node 3 equal to Node 1. D1 is off and the voltage drop across

AD8033/AD8034 because of the protection diodes across the                                        R2 is zero. Capacitor C3 speeds up the loop by providing the

inputs, as shown in Figure 54.                                                                   charge required by the input capacitance of the first amplifier,

                                                                                                 helping to maintain a minimal voltage drop across R2 in the

                                                                                                 sampling mode. A negative going edge results in D2 and D3

                                                                                                 turning off and D1 turning on, closing the loop around the

                                                                                                 first amplifier and forcing VOUT − VIN across R2. R4 makes

                      AD8033/                           VOUT                                     the voltage across D2 zero, minimizing leakage current and

                      AD8034                                                                     kickback from D3 from affecting the voltage across C2.

VIN

~1.4V p-p MAX                                                      02924-054                     The rate of the incoming edge must be limited so that the output

                                                                                                 of the first amplifier does not overshoot the peak value of VIN

Figure 54. High Speed Peak Detector with Limited Input Range                                     before the output of the second amplifier can provide negative

Using the AD8033/AD8034, a unity gain peak detector can                                          feedback at the summing junction of the first amplifier. This

be constructed that captures a 300 ns pulse while still taking                                   is accomplished with the combination of R1 and C1, which

advantage of the low input bias current and wide common-                                         allows the voltage at Node 1 to settle to 0.1% of VIN in 270 ns.

mode input range of the AD8033/AD8034, as shown in Figure 55.                                    The selection of C2 and R3 is made by considering droop

                                                                                                 rate, settling time, and kickback. R3 prevents overshoot from

                                                                                                 occurring at Node 3. The time constants of R1, C1 and R3, C2

                                                                                                 are roughly equal to achieve the best performance. Slower time

                                                                                                 constants can be selected by increasing C2 to minimize droop

                                                                                                 rate and kickback at the cost of increased settling time. R1 and

                                                                                                 C1 should also be increased to match, reducing the incoming

                                                                                                 pulse’s effect on kickback.

                                                                                      C3

                                                                                  10pF

                                                                                      R2

                                                                                      1kΩ

                                                                              D1

                                                                              LS4148       C4         R4

                                                                                          4.7pF       6kΩ                             +VS

                                                   +VS                                                                        1/2

                                                                                      D3              D2                      AD8034       VOUT

                      R1                   1/2

                      1kΩ                  AD8034

     VIN                                                                          LS4148              LS4148                          –VS

               R5                   39pF/          –VS                                                        C2    180pF/

               49.9Ω            C1  120pF                                                                           560pF

                                                                                                              R3

                                                                                                              200Ω

                                                                                                                                                 02924-056

                                           Figure 55. High Speed, Unity Gain Peak Detector Using AD8034

                                                                              Rev. D | Page 19 of 24
AD8033/AD8034

                                                                             The Sallen-Key topology is the least dependent on the active

                                                                             device, requiring that the bandwidth be flat to beyond the stop-

             INPUT                                                           band frequency because it is used simply as a gain block. In the

                                                                             case of high Q filter stages, the peaking must not exceed the open-

                    OUTPUT                                                   loop bandwidth and the linear input range of the amplifier.

                                                                             Using an AD8033/AD8034, a 4-pole cascaded Sallen-Key filter

                                                                             can be constructed with fC = 1 MHz and over 80 dB of stop-band

2                                                                            attenuation, as shown in Figure 58.

                                                                                                                     C3

                                                                  02924-055                                          33pF                          +VS

                                                                                                                     R1      R2          1/2

   1V/DIV    100ns/DIV                                                                                            4.22kΩ     6.49kΩ      AD8034

             Figure 56. Peak Detector Response 4 V, 300 ns Pulse             VIN

                                                                                                              R5                     C1            –VS

Figure 56 shows the peak detector in Figure 55 capturing a                                                    49.9Ω                27pF

300 ns, 4 V pulse with 10 mV of kickback and a droop rate of

5 V/s. For larger peak-to-peak pulses, increase the time constants

of R1, C1 and R3, C3 to reduce overshoot. The best droop rate

occurs by isolating parasitic resistances from Node 3, which can                                         C4

be accomplished using a guard band connected to the output of the                                    82pF                                          +VS

second amplifier that surrounds its summing junction (Node 3).                                       R4              R3                  1/2

                                                                             4.99kΩ                                  4.99kΩ              AD8034                          VOUT

Increasing both time constants by a factor of 3 permits a larger

peak pulse to be captured and increases the output accuracy.                                                                 C2                    –VS

                                                                                                                             10pF                                                         02924-058

             INPUT                                                                                                Figure 58. 4-Pole Cascade Sallen-Key Filter

                                                                             Component values are selected using a normalized cascaded,

                    OUTPUT                                                   2-stage Butterworth filter table and Sallen-Key 2-pole active

                                                                             filter equations. The overall frequency response is shown in

                                                                             Figure 59.

                                                                                                         0

                                                                                                     –10

2

                                                                                                     –20

                                                                  02924-057                          –30

   1V/DIV    200ns/DIV                                                       (dB)                    –40

             Figure 57. Peak Detector Response 5 V, 1 μs Pulse               LEVEL                   –50

Figure 57 shows a 5 V peak pulse being captured in 1 μs with                 RE F                    –60

less than 1 mV of kickback. With this selection of time constants,

up to a 20 V peak pulse can be captured with no overshoot.                                           –70

ACTIVE FILTERS                                                                                       –80

The response of an active filter varies greatly depending on the                                     –90

performance of the active device. Open-loop bandwidth and                                            –100                                                                      02924-059

                                                                                                         10k                 100k        1M                         10M

gain, along with the order of the filter, determines the stop-band                                                                 FREQUENCY (Hz)

attenuation as well as the maximum cutoff frequency, while                                                    Figure 59. 4-Pole Cascade Sallen-Key Filter Response

input capacitance can set a limit on which passive components

are used. Topologies for active filters are varied, and some are

more dependent on the performance of the active device than

others are.

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When selecting components, the common-mode input capacitance                                       WIDEBAND PHOTODIODE PREAMP

must be taken into consideration.                                                                  Figure 62 shows an I/V converter with an electrical model of a

Filter cutoff frequencies can be increased beyond 1 MHz using the                                  photodiode.

AD8033/AD8034 but limited open-loop gain and input impedance                                       The basic transfer function is

begin to interfere with the higher Q stages. This can cause early                                                         I PHOTO × RF

roll-off of the overall response.                                                                               VOUT  =

Additionally, the stop-band attenuation decreases with decreasing                                                         1 + sC F RF

open-loop gain.                                                                                    where IPHOTO is the output current of the photodiode, and the

Keeping these limitations in mind, a 2-pole Sallen-Key Butterworth                                 parallel combination of RF and CF sets the signal bandwidth.

filter with fC = 4 MHz can be constructed that has a relatively                                                                                             CF

low Q of 0.707 while still maintaining 15 dB of attenuation an

octave above fC and 35 dB of stop-band attenuation. The filter                                                                                              RF

and response are shown in Figure 60 and Figure 61, respectively.

                        C3                             +VS                                                                             RSH = 1011Ω  CD  CM

                        22pF                                                                       IPHOTO                 CS

                        R1        R2          AD8033                   VOUT                                                                             CM          VOUT

           VIN       2.49kΩ       2.49kΩ

                 R5                       C1           –VS                   02924-060

                 49.9Ω                10pF                                                                      VB        CF + CS         RF                             02924-062

                 Figure 60. 2-Pole Butterworth Active Filter                                                              Figure 62. Wideband Photodiode Preamp

           5

                                                                                                   The stable bandwidth attainable with this preamp is a function

           0                                                                                       of RF, the gain bandwidth product of the amplifier, and the total

           –5                                                                                      capacitance at the summing junction of the amplifier, including

           –10                                                                                     CS and the amplifier input capacitance. RF and the total capacitance

           –15                                                                                     produce a pole in the loop transmission of the amplifier that

GAIN (dB)                                                                                          can result in peaking and instability. Adding CF creates a zero

           –20                                                                                     in the loop transmission that compensates for the effect of the

           –25                                                                                     pole and reduces the signal bandwidth. It can be shown that the

           –30                                                                                     signal bandwidth resulting in a 45°phase margin (f(45)) is defined

                                                                                                   by the expression

           –35

           –40                                                                                                  f (45) =      f CR

           –45                                                                                                            2π × RF × CS

           100k               1M                  10M                  100M             02924-061  where:

                                  FREQUENCY (Hz)                                                   fCR is the amplifier crossover frequency.

                 Figure 61. 2-Pole Butterworth Active Filter Response                              RF is the feedback resistor.

                                                                                                   CS is the total capacitance at the amplifier summing junction

                                                                                                   (amplifier + photodiode + board parasitics).

                                                                                                   The value of CF that produces f(45) is

                                                                                                                CF =          CS

                                                                                                                          2π × RF × f CR

                                                                                                   The frequency response in this case shows about 2 dB of

                                                                                                   peaking and 15% overshoot. Doubling CF and cutting the

                                                                                                   bandwidth in half results in a flat frequency response, with

                                                                                                   about 5% transient overshoot.

                                                                                        Rev. D | Page 21 of 24
AD8033/AD8034

The output noise over frequency of the preamp is shown in

Figure 63.                                                                                                  f1  =             1

                                                                                                                   2πRF   (CF + CS + CM + 2CD)

The pole in the loop transmission translates to a zero in the                                                      1

noise gain of the amplifier, leading to an amplification of the      VOLTAGE NOISE (nV/√Hz)                 f2  =  2πRF   CF

input voltage noise over frequency. The loop transmission zero                                              f3  =             fCR

introduced by CF limits the amplification. The bandwidth of the                                                    (CS +  CM + 2CD + CF)/CF

noise gain extends past the preamp signal bandwidth and is

eventually rolled off by the decreasing loop gain of the amplifier.                               RF NOISE

Keeping the input terminal impedances matched is recommended                                                f2                VEN (CF + CS + CM  +  2CD)/CF  f3

to eliminate common-mode noise peaking effects that add to

the output noise.                                                                            f1

Integrating the square of the output voltage noise spectral density                          VEN  NOISE DUE TO AMPLIFIER

over frequency and then taking the square root results in the                                                                                                    02924-063

total rms output noise of the preamp.                                                                                     FREQUENCY (Hz)

                                                                                                  Figure 63. Photodiode Voltage Noise Contributions

                                                                     Rev. D | Page 22 of 24
                                                                                                                                 AD8033/AD8034

OUTLINE  DIMENSIONS

                                           5.00 (0.1968)

                                           4.80 (0.1890)

                                              8           5     6.20 (0.2441)

                     4.00 (0.1574)

                     3.80 (0.1497)            1           4     5.80 (0.2284)

                                              1.27 (0.0500)                                       0.50 (0.0196)  45°

                                                    BSC         1.75 (0.0688)                     0.25 (0.0099)

                     0.25 (0.0098)                              1.35 (0.0532)      8°

                     0.10 (0.0040)                                                 0°

                     COPLANARITY                          0.51 (0.0201)                           1.27 (0.0500)

                     0.10       SEATING                   0.31 (0.0122)            0.25 (0.0098)  0.40 (0.0157)

                                    PLANE                                          0.17 (0.0067)

                                       COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A

                     CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS                                        012407-A

                     (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR

                     REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.

                           Figure 64. 8-Lead Standard Small Outline Package [SOIC_N]

                                                                Narrow Body (R-8)

                                        Dimensions shown in millimeters and (inches)

                                                    2.20

                                                    2.00

                                                    1.80

                           1.35            5                 4        2.40

                           1.25                                       2.10

                           1.15            1        2     3           1.80

                                PIN 1

                                                                0.65  BSC

                     1.00                                             1.10      0.40

                     0.90                                             0.80      0.10

                     0.70

                                                                                                  0.46

                     0.10 MAX                       0.30                               0.22       0.36

                                                    0.15              SEATING          0.08       0.26

                                                                      PLANE

                                  0.10  COPLANARITY

                                        COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-203-AA

                     Figure 65. 5-Lead Thin Shrink Small Outline Transistor Package [SC70]

                                                                      (KS-5)

                                                    Dimensions shown in millimeters

                                              2.90 BSC

                                        8        7     6     5

                     1.60 BSC                                         2.80 BSC

                                        1        2     3     4

                     PIN 1

                     INDICATOR

                                                                0.65 BSC

                     1.30                        1.95

                                                 BSC

                     1.15

                     0.90

                                                                1.45 MAX        0.22

                                                                                0.08                             0.60

                                           0.38                                              8°                  0.45

                     0.15 MAX                                   SEATING                      4°                  0.30

                                           0.22                                              0°

                                                                PLANE

                                           COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-BA

                           Figure 66. 8-Lead Small Outline Transistor Package [SOT-23]

                                                                      (RJ-8)

                                                    Dimensions shown in millimeters

                                                          Rev. D | Page 23 of 24
AD8033/AD8034

ORDERING GUIDE

Model              Temperature Range                                 Package Description          Package Option  Branding

AD8033AR           –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8033AR-REEL      –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8033AR-REEL7     –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8033ARZ1         –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8033ARZ-REEL1    –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8033ARZ-REEL71   –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8033AKS-R2       –40°C to +85°C                                    5-Lead SC70                  KS-5            H3B

AD8033AKS-REEL     –40°C to +85°C                                    5-Lead SC70                  KS-5            H3B

AD8033AKS-REEL7    –40°C to +85°C                                    5-Lead SC70                  KS-5            H3B

AD8033AKSZ-R21     –40°C to +85°C                                    5-Lead SC70                  KS-5            H3C

AD8033AKSZ-REEL1   –40°C to +85°C                                    5-Lead SC70                  KS-5            H3C

AD8033AKSZ-REEL71  –40°C to +85°C                                    5-Lead SC70                  KS-5            H3C

AD8034AR           –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8034AR-REEL7     –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8034AR-REEL      –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8034ARZ1         –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8034ARZ-REEL1    –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8034ARZ-REEL71   –40°C to +85°C                                    8-Lead SOIC_N                R-8

AD8034ART-R2       –40°C to +85°C                                    8-Lead SOT-23                RJ-8            HZA

AD8034ART-REEL     –40°C to +85°C                                    8-Lead SOT-23                RJ-8            HZA

AD8034ART-REEL7    –40°C to +85°C                                    8-Lead SOT-23                RJ-8            HZA

AD8034ARTZ-R21     –40°C to +85°C                                    8-Lead SOT-23                RJ-8            HZA#

AD8034ARTZ-REEL1   –40°C to +85°C                                    8-Lead SOT-23                RJ-8            HZA#

AD8034ARTZ-REEL71  –40°C to +85°C                                    8-Lead SOT-23                RJ-8            HZA#

AD8034CHIPS                                                          DIE

1 Z = RoHS Compliant Part, # denotes RoHS compliant product may be top or bottom marked.

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                   D02924-0-9/08(D)

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AD8034ARTZ-REEL7  AD8034ARZ    AD8034ARZ-REEL  AD8033AR  AD8033AKSZ-REEL  AD8033ARZ-REEL

AD8033ARZ-REEL7   AD8034ARZ-REEL7  AD8033AKSZ-R2  AD8034ARTZ-R2

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