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AD8510BRZ

器件型号:AD8510BRZ
器件类别:半导体    集成电路 - IC   
文件大小:4390.98KB,共27页
厂商名称:AnalogicTech
厂商官网:http://www.analogictech.com/
标准:  
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AD8510BRZ在线购买

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器件描述

precision amplifiers Lo noise-inpt bias crnt wide BW jfet

参数

Manufacturer: Analog Devices Inc.
Product Category: Precision Amplifiers
RoHS: Yes
Number of Channels: 1 Channel
Input Offset Voltage: 80 uV
Input Bias Current - Max: 80 pA
Gain Bandwidth Product: 8 MHz
Common Mode Rejection Ratio - Min: 100 dB
Operating Supply Voltage: 9 V to 36 V
Supply Current: 2.5 mA
Maximum Operating Temperature: + 85 C
Minimum Operating Temperature: - 40 C
Mounting Style: SMD/SMT
Package / Case: SOIC-8
Packaging: Tube
Brand: Analog Devices
Dual Supply Voltage: +/- 9 V, +/- 12 V
Maximum Dual Supply Voltage: +/- 15 V
Minimum Dual Supply Voltage: +/- 5 V
Output Type: No
Series: AD8510
Shutdown: No
Slew Rate: 20 V/us at +/- 5 V
Factory Pack Quantity: 98
Supply Voltage - Max: 36 V
Supply Voltage - Min: 9 V
Voltage Gain dB: 100.59 dB

AD8510BRZ器件文档内容

Precision, Very Low Noise, Low Input Bias Current,
       Wide Bandwidth JFET Operational Amplifiers

                   AD8510/AD8512/AD8513

FEATURES                                                                                                                      PIN CONFIGURATIONS

Fast settling time: 500 ns to 0.1%                                                                         NULL 1                   8 NC                            NULL 1                   8 NC
Low offset voltage: 400 V maximum
Low TCVOS: 1 V/C typical                                                                                  IN 2 AD8510 7 V+                                        IN 2 AD8510 7 V+
Low input bias current: 25 pA typical at VS = 15 V
Dual-supply operation: 5 V to 15 V                                                                       +IN 3 TOP VIEW 6 OUT                                     +IN 3 TOP VIEW 6 OUT
Low noise: 8 nV/Hz typical at f = 1 kHz                                                                             (Not to Scale)
Low distortion: 0.0005%                                                                                    V 4                     5 NULL                                   (Not to Scale)  5 NULL
No phase reversal                                                                                                                             02729-003             V 4                               02729-004
Unity gain stable
                                                                                                                      NC = NO CONNECT                                         NC = NO CONNECT
APPLICATIONS
                                                                                                           Figure 1. 8-Lead MSOP (RM Suffix)                        Figure 2. 8-Lead SOIC_N (R Suffix)
Instrumentation
Multipole filters                                                                                          OUT A 1                  8 V+                            OUT A 1                  8 V+
Precision current measurement
Photodiode amplifiers                                                                                      IN A 2 AD8512 7 OUT B                                   IN A 2 AD8512 7 OUT B
Sensors
Audio                                                                                                      +IN A 3 TOP VIEW 6 IN B           02729-001             +IN A 3 TOP VIEW 6 IN B           02729-002
                                                                                                                         (Not to Scale)                                      (Not to Scale)
                                                                                                                                                                    V 4                     5 +IN B
                                                                                                           V 4                     5 +IN B

                                                                                                           Figure 3. 8-Lead MSOP (RM Suffix)                        Figure 4. 8-Lead SOIC_N (R Suffix)

                                                                                                           OUT A 1                  14 OUT D                        OUT A 1                  14 OUT D

                                                                                                           IN A 2                  13 IN D                        IN A 2                  13 IN D

                                                                                                           +IN A 3 AD8513 12 +IN D                                  +IN A 3 AD8513 12 +IN D

                                                                                                               V+ 4 TOP VIEW 11 V                                      V+ 4 TOP VIEW 11 V

                                                                                                           +IN B 5 (Not to Scale) 10 +IN C                          +IN B 5 (Not to Scale) 10 +IN C

                                                                                                           IN B 6                  9 IN C              02729-005  IN B 6                  9 IN C

                                                                                                           OUT B 7                  8 OUT C                         OUT B 7                  8 OUT C   02729-006

                                                                                                           Figure 5. 14-Lead SOIC_N (R Suffix)                      Figure 6. 14-Lead TSSOP (RU Suffix)

GENERAL DESCRIPTION                                                                                        Fast slew rate and great stability with capacitive loads make the
                                                                                                           AD8510/AD8512/AD8513 a perfect fit for high performance
The AD8510/AD8512/AD8513 are single-, dual-, and quad-                                                     filters. Low input bias currents, low offset, and low noise result
precision JFET amplifiers that feature low offset voltage, input                                           in a wide dynamic range of photodiode amplifier circuits. Low
bias current, input voltage noise, and input current noise.                                                noise and distortion, high output current, and excellent speed
                                                                                                           make the AD8510/AD8512/AD8513 great choices for audio
The combination of low offsets, low noise, and very low input                                              applications.
bias currents makes these amplifiers especially suitable for high
impedance sensor amplification and precise current measurements                                            The AD8510/AD8512 are both available in 8-lead narrow SOIC_N
using shunts. The combination of dc precision, low noise, and                                              and 8-lead MSOP packages. MSOP-packaged parts are only
fast settling time results in superior accuracy in medical                                                 available in tape and reel. The AD8513 is available in 14-lead
instruments, electronic measurement, and automated test                                                    SOIC_N and TSSOP packages.
equipment. Unlike many competitive amplifiers, the AD8510/
AD8512/AD8513 maintain their fast settling performance even                                                The AD8510/AD8512/AD8513 are specified over the -40C to
with substantial capacitive loads. Unlike many older JFET                                                  +125C extended industrial temperature range.
amplifiers, the AD8510/AD8512/AD8513 do not suffer from
output phase reversal when input voltages exceed the maximum
common-mode voltage range.

Rev. I                                                                                                     One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

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AD8510/AD8512/AD8513                                                                                         Output Phase Reversal............................................................... 13
                                                                                                             Total Harmonic Distortion (THD) + Noise .............................. 13
TABLE OF CONTENTS                                                                                            Total Noise Including Source Resistors ................................... 13
                                                                                                             Settling Time............................................................................... 14
Features .............................................................................................. 1    Overload Recovery Time .......................................................... 14
Applications....................................................................................... 1        Capacitive Load Drive ............................................................... 14
Pin Configurations ........................................................................... 1             Open-Loop Gain and Phase Response.................................... 15
General Description ......................................................................... 1              Precision Rectifiers..................................................................... 16
Revision History ............................................................................... 2           I-V Conversion Applications .................................................... 17
Specifications..................................................................................... 3      Outline Dimensions ....................................................................... 19
                                                                                                             Ordering Guide .......................................................................... 20
  Electrical Characteristics ............................................................. 4
Absolute Maximum Ratings............................................................ 6                     9/03--Rev. B to Rev. C
                                                                                                           Changes to Ordering Guide ............................................................4
  ESD Caution.................................................................................. 6          Updated Figure 2 ............................................................................ 10
Typical Performance Characteristics ............................................. 7                        Changes to Input Overvoltage Protection Section .................... 10
General Application Information................................................. 13                        Changes to Figure 10 and Figure 11............................................. 12
                                                                                                           Changes to Photodiode Circuits Section .................................... 13
  Input Overvoltage Protection ................................................... 13                      Changes to Figure 13 and Figure 14............................................. 13
                                                                                                           Deleted Precision Current Monitoring Section ......................... 14
REVISION HISTORY                                                                                           Updated Outline Dimensions ....................................................... 15
                                                                                                           3/03--Rev. A to Rev. B
2/09--Rev. H to Rev. I                                                                                     Updated Figure 5 ............................................................................ 11
Changes to Figure 25...................................................................... 10              Updated Outline Dimensions ....................................................... 15
Changes to Ordering Guide .......................................................... 20                    8/02--Rev. 0 to Rev. A
10/07--Rev. G to Rev. H                                                                                    Added AD8510 Model.......................................................Universal
Changes to Crosstalk Section........................................................ 18                    Added Pin Configurations ...............................................................1
Added Figure 58.............................................................................. 18           Changes to Specifications.................................................................2
6/07--Rev. F to Rev. G                                                                                     Changes to Ordering Guide .............................................................4
Changes to Figure 1 and Figure 2 ................................................... 1                     Changes to TPC 2 and TPC 3 ..........................................................5
Changes to Table 1 and Table 2....................................................... 3                    Added TPC 10 and TPC 12..............................................................6
Updated Outline Dimensions ....................................................... 19                      Replaced TPC 20 ...............................................................................8
Changes to Ordering Guide .......................................................... 20                    Replaced TPC 27 ...............................................................................9
6/06--Rev. E to Rev. F                                                                                     Changes to General Application Information Section .............. 10
Changes to Figure 23........................................................................ 9             Changes to Figure 5........................................................................ 11
Updated Outline Dimensions ....................................................... 19                      Changes to I-V Conversion Applications Section ..................... 13
Changes to Ordering Guide .......................................................... 20                    Changes to Figure 13 and Figure 14............................................. 13
6/04--Rev. D to Rev. E                                                                                     Changes to Figure 17...................................................................... 14
Changes to Format .............................................................Universal
Changes to Specifications ................................................................ 3
Updated Outline Dimensions ....................................................... 19
10/03--Rev. C to Rev. D
Added AD8513 Model .......................................................Universal
Changes to Specifications ................................................................ 3
Added Figure 36 through Figure 40............................................. 10
Added Figure 55 and Figure 57..................................................... 17
Changes to Ordering Guide .......................................................... 20

Rev. I | Page 2 of 20
                                                                                       AD8510/AD8512/AD8513

SPECIFICATIONS

@ VS = 5 V, VCM = 0 V, TA = 25C, unless otherwise noted.

Table 1.                                    Symbol   Conditions                        Min Typ          Max Unit
Parameter                                   VOS
INPUT CHARACTERISTICS                       VOS      -40C < TA < +125C                     0.08       0.4 mV
                                            IB       -40C < TA < +125C
   Offset Voltage (B Grade)1                         -40C < TA < +85C                                 0.8 mV
                                                     -40C < TA < +125C
   Offset Voltage (A Grade)                          -40C < TA < +85C                      0.1        0.9 mV
                                                     -40C < TA < +125C
   Input Bias Current                                                                                   1.8 mV
                                                     VCM = -2.0 V to +2.5 V
                                                     RL = 2 k, VO = -3 V to +3 V             21         75  pA

                                                     RL = 10 k                                          0.7 nA
                                                     RL = 10 k, -40C < TA < +125C
                                                     RL = 2 k                                           7.5 nA
                                                     RL = 2 k, -40C < TA < +125C
Input Offset Current                        IOS      RL = 600                                5          50  pA
                                                     RL = 600 , -40C < TA < +125C
                                                                                                        0.3 nA
                                                     VS = 4.5 V to 18 V
                                                     VO = 0 V                                           0.5 nA
                                                     -40C < TA < +125C
   Input Capacitance                                 -40C < TA < +125C                     12.5           pF
      Differential
      Common Mode                                    RL = 2 k                                11.5           pF
                                                     To 0.1%, 0 V to 4 V step, G = +1
   Input Voltage Range                               1 kHz, G = +1, RL = 2 k           -2.0             +2.5 V
   Common-Mode Rejection Ratio
   Large-Signal Voltage Gain                CMRR     f = 10 Hz                         86    100            dB
   Offset Voltage Drift (B Grade)1          AVO      f = 100 Hz
   Offset Voltage Drift (A Grade)           VOS/T    f = 1 kHz                         65    107            V/mV
OUTPUT CHARACTERISTICS                      VOS/T    f = 10 kHz
   Output Voltage High                               0.1 Hz to 10 Hz bandwidth               0.9        5   V/C
   Output Voltage Low                       VOH
   Output Voltage High                      VOL                                              1.7        12  V/C
   Output Voltage Low                       VOH
   Output Voltage High                      VOL                                        4.1 4.3                     V
   Output Voltage Low                       VOH                                                   -4.9  -4.7 V
   Output Current                           VOL
POWER SUPPLY                                IOUT                                       3.9 4.2                     V
   Power Supply Rejection Ratio                                                                   -4.9  -4.5 V
   Supply Current/Amplifier                 PSRR
                                            ISY                                        3.7 4.1                     V
      AD8510/AD8512/AD8513                                                                        -4.8  -4.2 V
      AD8510/AD8512                         SR
      AD8513                                GBP                                        40 54                     mA
DYNAMIC PERFORMANCE                         tS
   Slew Rate                                THD + N                                    86    130            dB
   Gain Bandwidth Product                   M
   Settling Time                                                                             2.0        2.3 mA
   Total Harmonic Distortion (THD) + Noise  en
   Phase Margin                                                                                         2.5 mA
NOISE PERFORMANCE
   Voltage Noise Density                                                                                2.75 mA

                                                                                             20             V/s
                                                                                             8              MHz
                                                                                             0.4            s
                                                                                             0.0005         %
                                                                                             44.5           Degrees

                                                                                             34             nV/Hz

                                                                                             12             nV/Hz

                                                                                             8.0        10  nV/Hz

                                                                                             7.6            nV/Hz

Peak-to-Peak Voltage Noise                  en p-p                                           2.4        5.2 V p-p

1 AD8510/AD8512 only.

                                                            Rev. I | Page 3 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

@ VS = 15 V, VCM = 0 V, TA = 25C, unless otherwise noted.

Table 2.                            Symbol Conditions                                Min Typ        Max Unit
Parameter
INPUT CHARACTERISTICS               VOS                                                     0.08    0.4    mV
                                                    -40C < TA < +125C
   Offset Voltage (B Grade)1

                                                                                                    0.8    mV

Offset Voltage (A Grade)            VOS                                                     0.1     1.0    mV

                                                 -40C < TA < +125C                                1.8    mV

Input Bias Current                  IB           -40C < TA < +85C                         25      80     pA
                                                 -40C < TA < +125C
                                                                                                    0.7    nA
                                                 -40C < TA < +85C
                                                 -40C < TA < +125C                                10     nA

Input Offset Current                IOS          VCM = -12.5 V to +12.5 V                   6       75     pA
                                                 RL = 2 k, VCM = 0 V,
                                                 VO = -13.5 V to +13.5 V                            0.3    nA

                                                 RL = 10 k                                          0.5    nA
                                                 RL = 10 k, -40C < TA < +125C
   Input Capacitance                             RL = 2 k                                   12.5           pF
      Differential                               RL = 2 k, -40C < TA < +125C                             pF
      Common Mode                                RL = 600                                   11.5           V
                                                 RL = 600 , -40C < TA < +125C                            dB
   Input Voltage Range                           RL = 600                            -13.5          +13.0  V/mV
   Common-Mode Rejection Ratio                   RL = 600 , -40C < TA < +125C
   Large-Signal Voltage Gain        CMRR                                             86     108
                                    AVO          VS = 4.5 V to 18 V
   Offset Voltage Drift (B Grade)1                                                   115 196
   Offset Voltage Drift (A Grade)   VOS/T        VO = 0 V
OUTPUT CHARACTERISTICS              VOS/T        -40C < TA < +125C                        1.0     5      V/C
   Output Voltage High                           -40C < TA < +125C                        1.7
   Output Voltage Low               VOH                                                             12     V/C
   Output Voltage High              VOL          RL = 2 k
   Output Voltage Low               VOH                                              +14.0  +14.2               V
   Output Voltage High              VOL          To 0.1%, 0 V to 10 V step, G = +1          -14.9   -14.6 V
                                    VOH          To 0.01%, 0 V to 10 V step, G = +1  +13.8  +14.1
                                                 1 kHz, G = +1, RL = 2 k                    14.8               V
                                                                                     +13.5  +13.9   -14.5 V
                                                                                     +11.4
                                                                                            -14.3               V
Output Voltage Low                  VOL                                                                         V
                                                                                                    -13.8 V
   Output Current                   IOUT                                                    70     -12.1 V
POWER SUPPLY                        PSRR                                                                        mA
                                    ISY
   Power Supply Rejection Ratio                                                      86                    dB
   Supply Current/Amplifier         SR
                                    GBP                                                     2.2     2.5    mA
      AD8510/AD8512/AD8513          tS
      AD8510/AD8512                                                                                 2.6    mA
      AD8513
DYNAMIC PERFORMANCE                                                                                 3.0    mA
   Slew Rate
   Gain Bandwidth Product                                                                   20             V/s
   Settling Time                                                                            8              MHz
                                                                                            0.5            s
Total Harmonic Distortion (THD) + Noise THD + N                                             0.9            s
                                                                                            0.0005         %
Phase Margin                        M                                                       52             Degrees

                                                             Rev. I | Page 4 of 20
                                                                  AD8510/AD8512/AD8513

Parameter                      Symbol Conditions                  Min Typ          Max Unit
NOISE PERFORMANCE
                               en      f = 10 Hz                              34        nV/Hz
   Voltage Noise Density       en p-p  f = 100 Hz                             12
                                       f = 1 kHz                              8.0       nV/Hz
   Peak-to-Peak Voltage Noise          f = 10 kHz                             7.6
                                       0.1 Hz to 10 Hz bandwidth              2.4  10   nV/Hz
1 AD8510/AD8512 only.
                                                                                        nV/Hz

                                                                                   5.2  V p-p

                                       Rev. I | Page 5 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Table 3.                                                            Table 4. Thermal Resistance
Parameter
Supply Voltage                        Rating                        Package Type                 JA1  JC  Unit
Input Voltage                         18 V
Output Short-Circuit Duration to GND  VS                           8-Lead MSOP (RM)             210  45  C/W
Storage Temperature Range             Observe derating curves
Operating Temperature Range           -65C to +150C               8-Lead SOIC_N (R)            158  43  C/W
Junction Temperature Range            -40C to +125C
Lead Temperature (Soldering, 10 sec)  -65C to +150C               14-Lead SOIC_N (R)           120  36  C/W
Electrostatic Discharge               300C
                                      2000 V                        14-Lead TSSOP (RU)           180  35  C/W
   (Human Body Model)
                                                                    1 JA is specified for worst-case conditions, that is, JA is specified for device
                                                                     soldered in circuit board for surface-mount packages.

                                                                    ESD CAUTION

Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings
may cause permanent damage to the device. This is a stress
rating only; functional operation of the device at these or any
other conditions above those indicated in the operational
section of this specification is not implied. Exposure to absolute
maximum rating conditions for extended periods may affect
device reliability.

                                      Rev. I | Page 6 of 20
                                                                                                                                                                                                 AD8510/AD8512/AD8513

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS                                                                                                                                            100k                                     VSY = 5V, 15V
                                                                                                                                                                                10k
            120NUMBER OF AMPLIFIERS                                                                           02729-007
                       VSY = 15V                                                                                                                                                 1k
                       TA = 25C                                                                                                                   INPUT BIAS CURRENT (pA)
                                                                                                                                                                               100
             100
                                                                                                                                                                                  10
              80
                                                                                                                                                                                  1                                                                                        02729-010
              60                                                                                                                                                                  40 25 10 5
                                                                                                                                                                                                 20 35 50 65 80 95 110 125
              40                                                                                                                                                                                 TEMPERATURE (C)

              20                                                                                                                                                                      Figure 10. Input Bias Current vs. Temperature

               0
                    0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
                                         INPUT OFFSET VOLTAGE (mV)

                     Figure 7. Input Offset Voltage Distribution

                      30                                                                                                                                                       1000
                                                                                                  VSY = 15V
                                                                                                  B GRADE

                      25

NUMBER OF AMPLIFIERS  20                                                                                      02729-008                                                        100
                                                                                                                                                                                                                                                  15V
                      15                                                                                                                            INPUT OFFSET CURRENT (pA)
                      10                                                                                                                                                        10
                                                                                                                                                                                                                                                                      5V

                                                                                                                                                                                  1

                      5

                      0                                                                                                                                                        0.1                                                                                         02729-011
                                                                                                                                                                                 40 25 10 5
                          0  1  2  3              4  5                   6                                                                                                                       20 35 50 65 80 95 110 125
                                                                                                                                                                                                 TEMPERATURE (C)
                                   TCVOS (V/C)

                             Figure 8. AD8510/AD8512 TCVOS Distribution                                                                                                               Figure 11. Input Offset Current vs. Temperature

                      30                                                                                                                                               40
                                                                                                  VSY = 15V
                                                                                                  A GRADE                                                                     TA = 25C
                                                                                                                                                                       35
                      25

NUMBER OF AMPLIFIERS                                                                                          02729-009                                                30

                      20                                                                                                                      INPUT BIAS CURRENT (pA)  25

                      15                                                                                                                                               20
                      10
                                                                                                                                                                       15

                                                                                                                                                                       10

                      5

                                                                                                                                                                       5                                                                02729-012

                      0                                                                                                                                                0       8         13      18  23

                          0  1  2  3              4  5                   6                                                                                                                                              28 30

                                   TCVOS (V/C)                                                                                                                                             SUPPLY VOLTAGE (V+ V )

                             Figure 9. AD8510/AD8512 TCVOS Distribution                                                                                                               Figure 12. Input Bias Current vs. Supply Voltage

                                                                                                              Rev. I | Page 7 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (mA)  2.0                                                                                                                                    2.8

                                           TA = 25C                                                                                                                             TA = 25C
                                   1.9                                                                                                                                    2.6

                                   1.8                                                                                                                                    2.4
                                   1.7
                                                                                                             02729-013
                                                                                                                                                                          2.2
                                                                                                                                                  SUPPLY CURRENT (mA)
                                   1.6

                                                                                                                                                                          2.0

                                   1.5

                                   1.4                                                                                                                                    1.8

                                   1.3                                                                                                                                    1.6

                                   1.2                                                                                                                                    1.4

                                   1.1                                                                                                                                    1.2                                                                        02729-016

                                   1.0                13                  18             23      28 30                                                                    1.0               13  18                           23  28                  33
                                       8                                                                                                                                      8

                                                          SUPPLY VOLTAGE (V+ V)                                                                                                              SUPPLY VOLTAGE (V+ V)

Figure 13. AD8512 Supply Current per Amplifier vs. Supply Voltage                                                                                                              Figure 16. AD8510 Supply Current vs. Supply Voltage

                                   16                                                                                                                     70                                                                                    315
                                                                 VOL
                                                                                                 VSY = 15V                                                                                                                      VSY = 15V
                                   14
                                                                                                                                                          60                                                                     RL = 2.5k      270
                                                                VOH
                                   12                                                                                                                                                                                            CSCOPE = 20pF  225

                                                                                                                                                          50                                                                     M = 52

OUTPUT VOLTAGE (V)                                                                                                                                        40                                                                                    180

                                   10                                                                                                                                                                                                                PHASE (Degrees)

                                                                                                             02729-014                                    30                                                                                    135

                                   8                                                                                                           GAIN (dB)  20                                                                                    90

                                   6                                                                                                                      10                                                                                    45

                                                          VOL             VSY = 5V                                                                                    0                                                                        0

                                   4

                                                          VOH                                                                                           10                                                                                     45

                                   2                                                                                                                                                                                                                                  02729-017

                                                                                                                                                        20                                                                                     90

                                   0                                                                                                30                                                                                                         135
                                                                                                                                       10k
                                        0  10         20              30      40     50      60  70 80                                                                           100k               1M                           10M            50M

                                                          LOAD CURRENT (mA)                                                                                                                     FREQUENCY (Hz)

                                   Figure 14. AD8510/AD8512 Output Voltage vs. Load Current                                                                                    Figure 17. Open-Loop Gain and Phase vs. Frequency

                                   2.50                                                                                                                                2.50

SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (mA)  2.25                                                                                                                                2.25                         15V

                                   2.00                                       15V                           02729-015                                                 2.00
                                   1.75                                       5V                                                                                                                                       5V
                                   1.50                                                                                                           SUPPLY CURRENT (mA)
                                                                                                                                                                       1.75

                                                                                                                                                                       1.50

                                   1.25                                                                                                                                1.25

  1.00                                                                                                                                                                 1.00                                                                              02729-018
       40 25 10 5 20 35 50 65 80 95 110 125                                                                                                                             40 25 10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
                                        TEMPERATURE (C)                                                                                                                                                    TEMPERATURE (C)

Figure 15. AD8512 Supply Current per Amplifier vs. Temperature                                                                                                               Figure 18. AD8510 Supply Current vs. Temperature

                                                                                                             Rev. I | Page 8 of 20
                                                                                                                                                                                               AD8510/AD8512/AD8513

                       70                                                                                                                                             300
                                                                                                                                                                               VSY = 15V
                       60                                           VSY = 15V, 5V
                                                                                                                                                                      270 VIN = 50mV
                       50
                                                                                                                                                                      240

CLOSED-LOOP GAIN (dB)  40                                                                       02729-019                                                             210
                                 AV = 100
                                                                                                                                     OUTPUT IMPEDANCE ()              180
                       30

                       20                                                                                                                                             150                                                             AV = 1

                                 AV = 10                                                                                                                              120
                       10

                          0                                                                                                                                           90                            AV = 100

                                  AV = 1                                                                                                                              60
                       10                                                                                                                                                                                          AV = 10

                       20                                                                                                                                            30                                                                                   02729-022

                       30                                                                                                                                            0       1k                                                      100M
                           1k
                                          10k       100k        1M        10M 50M                                                                                     100                      10k  100k                     1M  10M

                                               FREQUENCY (Hz)                                                                                                                                       FREQUENCY (Hz)

                                Figure 19. Closed-Loop Gain vs. Frequency                                                                                                     Figure 22. Output Impedance vs. Frequency

                       120                                                                                                                                            1k
                       100                                                                                                                                                                                                              VSY = 5V TO 15V

                        80                                                VSY = 15V
                        60
                        40                                                                      02729-020                                                             100
                        20
CMRR (dB)                                                                                                                             VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/ Hz)
                          0
                           100                                                                                                                                        10

                                                                                                                                                                      1                                                                                    02729-023

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

                                                    FREQUENCY (Hz)                                                                                                                                  FREQUENCY (Hz)

                                          Figure 20. CMRR vs. Frequency                                                                                                       Figure 23. Voltage Noise Density vs. Frequency

                       120                                                     VSY = 5V, 15V                                                                                VSY = 15V
                       100                          PSRR
PSRR (dB)                                                                                       02729-021
                        80                           +PSRR
                        60                                                                                                           VOLTAGE (1V/DIV)
                        40                                                                                                                                                                                                                                 02729-024
                        20
                                1k             10k        100k  1M        10M        100M                                                                                                                 TIME (1s/DIV)
                          0
                       20                                                                                                                                                    Figure 24. 0.1 Hz to 10 Hz Input Voltage Noise

                           100

                                                    FREQUENCY (Hz)

                                           Figure 21. PSRR vs. Frequency

                                                                                                Rev. I | Page 9 of 20
AD8510/AD8512/AD8513VOLTAGE NOISE DENSITY (nV Hz)                                                  02729-025                                                         90
                                                                                                                                                                            VSY = 15V
            280                                                                                                                          SMALL-SIGNAL OVERSHOOT (%)
                                                                                VSY = 5V TO 15V                                                                    80 RL = 2k

            245                                                                                                                                                      70
            210
            175                                                                                                                                                         60
            140
            105                                                                                                                                                         50
                                                                                                                                                                                                                            +OS
              70
              35                                                                                                                                                        40
                                                                                                                                                                                                                                   OS
                0
                   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10                                                                                                                               30
                                                    FREQUENCY (Hz)
                                                                                                                                                                        20
                  Figure 25. Voltage Noise Density vs. Frequency
                                                                                                                                                                        10                                                                                02729-028
                     VSY = 15V
                     RL = 2k                                                                                                                                            0
                     CL = 100pF
                     AV = 1                                                                                                                                                 1           10       100                                    1k             10k

                                                     TIME (1s/DIV)                                                                                                                         LOAD CAPACITANCE (pF)

                    Figure 26. Large-Signal Transient Response                                                                                                          Figure 28. Small-Signal Overshoot vs. Load Capacitance

                    VSY = 15V                                                                                                                           70                                                                                            315
                    RL = 2k
                    CL = 100pF                                                                                                                           60                                                                             VSY = 5V      270
                    AV = 1
                                                                                                                                                                                                                                        RL = 2.5k
                                                  TIME (100ns/DIV)
                                                                                                                                                         50                                                                             CSCOPE = 20pF
                    Figure 27. Small-Signal Transient Response
                                                                                                                                                                                                                                        M = 44.5      225

VOLTAGE (5V/DIV)                                                                                 02729-026                                               40                                                                                            180

                                                                                                                                    OPEN-LOOP GAIN (dB)  30                                                                                            135             PHASE (Degrees)

                                                                                                                                                         20                                                                                            90

                                                                                                                                                         10                                                                                            45

                                                                                                                                                                     0                                                                                 0

                                                                                                                                                         10                                                                                           45

                                                                                                                                                         20                                                                                           90             02729-029

                                                                                                                                                         30                                     1M                                     10M            135
                                                                                                                                                             10k                   100k                                                            50M

                                                                                                                                                                                            FREQUENCY (Hz)

                                                                                                                                                                               Figure 29. Open-Loop Gain and Phase vs. Frequency

                                                                                                                                                                     120                                                                    VSY = 5V
                                                                                                                                                                     100
                               VOLTAGE (50mV/DIV)                                                02729-027
                                                                                                                                                                      80
                                                                                                                                        CMRR (dB)                     60                                                                                    02729-030
                                                                                                                                                                      40
                                                                                                                                                                      20       1k           10k  100k       1M                              10M        100M

                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                         100

                                                                                                                                                                                                 FREQUENCY (Hz)

                                                                                                                                                                                   Figure 30. CMRR vs. Frequency

                                                                                                   Rev. I | Page 10 of 20
                     300                                                                                                                                                         AD8510/AD8512/AD8513
                               VSY = 5V
                                                                                                                                                                        VSY = 5V
                     270 VIN = 50mV                                                                                                                                     RL = 2k
                                                                                                                                                                        CL = 100pF
                     240                                                                                                                                                AV = 1

OUTPUT IMPEDANCE ()  210

                     180                                                       AV = 1             02729-031

                     150                                                                                                                  VOLTAGE (50mV/DIV)

                     120
                                                           AV = 100

                      90

                     60                                                                                                                                                                                                                          02729-034
                                                                  AV = 10

                     30

                     0

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

                                               FREQUENCY (Hz)                                                                                                                                     TIME (100ns/DIV)

                          Figure 31. Output Impedance vs. Frequency                                                                                                        Figure 34. Small-Signal Transient Response

                                                                                                                                                                100

                          VSY = 5V                                                                                                                                                                                                  VSY = 5V

                                                                                                                                                                90                                                                   RL = 2k

                                                                                            02729-032                                                           80

VOLTAGE (1V/DIV)                                                                                                                   SMALL-SIGNAL OVERSHOOT (%)  70

                                                                                                                                                                60
                                                                                                                                                                                                                   +OS

                                                                                                                                                                50
                                                                                                                                                                                                                            OS

                                                                                                                                                                40

                                                                                                                                                                30

                                                                                                                                                                20

                                                                                                                                                                10                                                                                          02729-035

                                                                                                                                                                0    1        10     100                                         1k              10k

                                                          TIME (1s/DIV)                                                                                                           LOAD CAPACITANCE (pF)

                             Figure 32. 0.1 Hz to 10 Hz Input Voltage Noise                                                                                     Figure 35. Small-Signal Overshoot vs. Load Capacitance

                          VSY = 5V                                                                                                                             100                                                              VS = 15V
                          RL = 2k                                                                                                                                90
VOLTAGE (2V/DIV)          CL = 100pF                                                        02729-033                                                            80
                          AV = 1                                                                                                                                 70
                                                                                                                                    NUMBER OF AMPLIFIERS         60                                                                                         02729-036
                                                         TIME (1s/DIV)                                                                                          50
                                                                                                                                                                 40        1      2  3              4                                5        6
                              Figure 33. Large-Signal Transient Response                                                                                         30
                                                                                                                                                                 20
                                                                                                                                                                 10
                                                                                                                                                                   0
                                                                                                                                                                        0

                                                                                                                                                                                     TCVOS (V/C)

                                                                                                                                                                           Figure 36. AD8513 TCVOS Distribution

                                                                                                  Rev. I | Page 11 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

                                   120                                                                                                                                                                 16
                                                                                                                     VS = 5V
                                                                                                                                                                                                                                                         VOL VSY = 15V
                                   100                                                                                                                                                                 14

NUMBER OF AMPLIFIERS                                                                                                           02729-037                                                                                                                 VOH
                                                                                                                                                                                                       12
                                                                                                                                                                      OUTPUT VOLTAGE (V)
                                   80

                                                                                                                                                                                                       10

                                   60                                                                                                                                                                  8
                                   40
                                                                                                                                                                                                       6

                                                                                                                                                                                                                      VOL      VSY = 5V

                                                                                                                                                                                                       4              VOH

                                   20

                                                                                                                                                                                                       2                                                                     02729-039

                                   0                                                                                                                                                                   0

                                          0  1            2      3          4       5   6                                                                                                                  0  10  20  30   40  50         60                             70  80

                                                             TCVOS (V/C)                                                                                                                                            LOAD CURRENT (mA)

                                             Figure 37. AD8513 TCVOS Distribution                                                                                                                             Figure 39. AD8513 Output Voltage vs. Load Current

SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (mA)  2.5                                                                                         02729-038                                                                3.0
                                           TA = 25C
                                                                                                                                                                    SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (mA)   2.5
                                   2.4                                                                                                                                                                                                                           15V

                                   2.3                                                                                                                                                                  2.0
                                                                                                                                                                                                                                                                  5V
                                   2.2
                                                                                                                                                                                                        1.5
                                   2.1
                                                                                                                                                                                                        1.0
                                   2.0
                                   1.9                                                                                                                                                                  0.5

                                   1.8                                                                                                                                                                     0
                                                                                                                                                                                                            40 25 10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
                                   1.7
                                                                                                                                                                                                                                             TEMPERATURE (C)
                                   1.6                                                                                                                                                                                                                                           02729-040
                                                                                                                                                                                                     Figure 40. AD8513 Supply Current per Amplifier vs. Temperature
                                   1.5                13     18     23              28                                         33
                                       8

                                                          SUPPLY VOLTAGE (V+ V)

Figure 38. AD8513 Supply Current per Amplifier vs. Supply Voltage

                                                                                                                                   Rev. I | Page 12 of 20
GENERAL APPLICATION INFORMATION                                                                                                                                                          DISTORTION (%)              AD8510/AD8512/AD8513

INPUT OVERVOLTAGE PROTECTION                                                                                                                                                                              0.01
                                                                                                                                                                                                                     VSY = 5V
The AD8510/AD8512/AD8513 have internal protective                                                                                                                                                                    RL = 100k
circuitry that allows voltages as high as 0.7 V beyond the                                                                                                                                                           BW = 22kHz
supplies to be applied at the input of either terminal without
causing damage. For higher input voltages, a series resistor is                                                                                                                                          0.001
necessary to limit the input current. The resistor value can be
determined from the formula                                                                                                                                                              0.0001                                            02729-056
                                                                                                                                                                                                 20
      VIN - VS  5 mA                                                                                                                                                                                     100  1k                           10k 20k
          RS
                                                                                                                                                                                                              FREQUENCY (Hz)
With a very low offset current of <0.5 nA up to 125C, higher
resistor values can be used in series with the inputs. A 5 k                                                                                                                                             Figure 42. THD + N vs. Frequency
resistor protects the inputs from voltages as high as 25 V
beyond the supplies and adds less than 10 V to the offset.                                                                                                       TOTAL NOISE INCLUDING SOURCE RESISTORS

OUTPUT PHASE REVERSAL                                                                                                                                            The low input current noise and input bias current of the
                                                                                                                                                                 AD8510/AD8512/AD8513 make them the ideal amplifiers for
Phase reversal is a change of polarity in the transfer function of                                                                                               circuits with substantial input source resistance. Input offset
the amplifier. This can occur when the voltage applied at the                                                                                                    voltage increases by less than 15 nV per 500  of source
input of an amplifier exceeds the maximum common-mode                                                                                                            resistance at room temperature. The total noise density of the
voltage.                                                                                                                                                         circuit is
Phase reversal can cause permanent damage to the device and
can result in system lockups. The AD8510/AD8512/AD8513 do                                                                                                                                ( ) enTOTAL = en 2 + in RS 2 + 4kTRS
not exhibit phase reversal when input voltages are beyond the
supplies.VOLTAGE (2V/DIV)                                                                                                                                        where:
                                                                                                                                                                 en is the input voltage noise density of the parts.
                                                                                            VSY = 5V                                                 02729-057  in is the input current noise density of the parts.
                                                                                            AV = 1                                                               RS is the source resistance at the noninverting terminal.
                                                                                            RL = 10k                                                             k is Boltzmann's constant (1.38 1023 J/K).
                                                                                                                                                                 T is the ambient temperature in Kelvin (T = 273 + C).
                                                                                  VOUT
                                                                                                                                                                 For RS < 3.9 k, en dominates and enTOTAL  en. The current noise
                                                        VIN                                                                                                      of the AD8510/AD8512/AD8513 is so low that its total density
                                                                                                                                                                 does not become a significant term unless RS is greater than
                                                    TIME (20s/DIV)                                                                                              165 M, an impractical value for most applications.

                            Figure 41. No Phase Reversal                                                                                                         The total equivalent rms noise over a specific bandwidth is
                                                                                                                                                                 expressed as
TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) + NOISE
                                                                                                                                                                       enTOTAL = enTOTAL BW
The AD8510/AD8512/AD8513 have low THD and excellent gain                                                                                                         where BW is the bandwidth in hertz.
linearity, making these amplifiers great choices for precision
circuits with high closed-loop gain and for audio application                                                                                                    Note that the previous analysis is valid for frequencies larger
circuits. Figure 42 shows that the AD8510/AD8512/AD8513 have                                                                                                     than 150 Hz and assumes flat noise above 10 kHz. For lower
approximately 0.0005% of total distortion when configured in                                                                                                     frequencies, flicker noise (1/f) must be considered.
positive unity gain (the worst case) and driving a 100 k load.

                                                                                                                                                                 Rev. I | Page 13 of 20
AD8510/AD8512/AD8513                                                                           OUTPUT     +15V                                              VSY = 15V
                                                                                                              0V                                            AV = 100
SETTLING TIME                                                                                                                                               RL = 10k
                                                                                                              0V
Settling time is the time it takes the output of the amplifier to                 VOLTAGE              200mV
reach and remain within a percentage of its final value after a
pulse is applied at the input. The AD8510/AD8512/AD8513                                        INPUT
settle to within 0.01% in less than 900 ns with a step of 0 V to
10 V in unity gain. This makes each of these parts an excellent                                                                                                         02729-054
choice as a buffer at the output of DACs whose settling time is
typically less than 1 s.OUTPUT                                                                                                               TIME (2s/DIV)
In addition to the fast settling time and fast slew rate, low offset
voltage drift and input offset current maintain the full accuracyVOLTAGE                                Figure 44. Negative Overload Recovery
of 12-bit converters over the entire operating temperature range.
                                                                                  CAPACITIVE LOAD DRIVE
OVERLOAD RECOVERY TIME
                                                                                  The AD8510/AD8512/AD8513 are unconditionally stable at all
Overload recovery, also known as overdrive recovery, is the                       gains in inverting and noninverting configurations. Each device
time it takes the output of an amplifier to recover to its linear                 is capable of driving a capacitive load of up to 1000 pF without
region from a saturated condition. This recovery time is par-                     oscillation in unity gain using the worst-case configuration.
ticularly important in applications where the amplifier must
amplify small signals in the presence of large transient voltages.                However, as with most amplifiers, driving larger capacitive
Figure 43 shows the positive overload recovery of the AD8510/                     loads in a unity gain configuration may cause excessive
AD8512/AD8513. The output recovers in approximately 200 ns                        overshoot and ringing, or even oscillation. A simple snubber
from a saturated condition.                                                       network significantly reduces the amount of overshoot and
                                                                                  ringing. The advantage of this configuration is that the output
                         VSY = 15V                                               swing of the amplifier is not reduced, because RS is outside the
                         VIN = 200mV                                              feedback loop.
                 0V AV = 100
                         RL = 10k                                                                                               V+

              15VINPUT

           200mV                                                                                                  2  7

                 0V                                                    02729-053                                     AD8510 6                                   VOUT

                                                         TIME (2s/DIV)                                              4

                       Figure 43. Positive Overload Recovery                      200mV                           3            RS

The negative overdrive recovery time shown in Figure 44 is less                                                                CS                           CL          02729-055
than 200 ns.
In addition to the fast recovery time, the AD8510/AD8512/                                                            V
AD8513 show excellent symmetry of the positive and negative
recovery times. This is an important feature for transient signal                                                 Figure 45. Snubber Network Configuration
rectification because the output signal is kept equally undistorted
throughout any given period.

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Figure 46 shows a scope plot of the output of the AD8510/AD8512/             OPEN-LOOP GAIN AND PHASE RESPONSE
AD8513 in response to a 400 mV pulse. The circuit is configured in
positive unity gain (worst case) with a load experience of 500 pF.           In addition to their impressive low noise, low offset voltage, and
                                                                             offset current, the AD8510/AD8512/AD8513 have excellent
                      VSY = 15V                                             loop gain and phase response even when driving large resistive
                      CL = 500pF                                             and capacitive loads.
                      RL =10k

       VOLTAGE (200mV/DIV)                                                   Compared with Competitor A (see Figure 49) under the same
                                                                             conditions, with a 2.5 k load at the output, the AD8510/AD8512/
                                                                             AD8513 have more than 8 MHz of bandwidth and a phase margin
                                                                             of more than 52.

                                                                  02729-041  Competitor A, on the other hand, has only 4.5 MHz of band-
                                                                             width and 28 of phase margin under the same test conditions.
                                                   TIME (1s/DIV)            Even with a 1 nF capacitive load in parallel with the 2 k load
                                                                             at the output, the AD8510/AD8512/AD8513 show much better
                Figure 46. Capacitive Load Drive Without Snubber             response than Competitor A, whose phase margin is degraded
                                                                             to less than 0, indicating oscillation.
When the snubber circuit is used, the overshoot is reduced from
55% to less than 3% with the same load capacitance. Ringing is                                                   70                                                   315
virtually eliminated, as shown in Figure 47.
                                                                                                                                             VSY = 15V
                      VSY = 15V
                      RL = 10k                                                                                   60                          RL = 2.5k 270
                      CL = 500pF
                      RS = 100                                                                                                               CL = 0pF
                      CS = 1nF
                                                                                                                 50                                                   225

                                                                                                                 40                                                   180

                                                                             GAIN (dB)                           30                                                   135   PHASE (Degrees)

                                                                                                                 20                                                   90

                                                                                                                 10                                                   45

       VOLTAGE (200mV/DIV)                                                                                       0                                                    0

                                                                                                                 10                                                  45

                                                                                                                 20                                                  90                    02729-043

                                                                                                               30                                                    135
                                                                                                                  10k
                                                                                                                       100k  1M              10M                      50M

                                                                                                                             FREQUENCY (Hz)

                                                                                                                 Figure 48. Frequency Response of the AD8510/AD8512/AD8513

                                                    TIME (1s/DIV)02729-042                                     70                                               315
                                                                                                                60
                Figure 47. Capacitive Load with Snubber Network                                       GAIN (dB) 50                           VSY = 15V
                                                                                                                40                           RL = 2.5k 270
Optimum values for RS and CS depend on the load capacitance                                                     30                           CL = 0pF
and input stray capacitance and are determined empirically.                                                     20
Table 5 shows a few values that can be used as starting points.                                                 10                                               225

                                                                                                                  0                                                   180
                                                                                                               10
                                                                                                               20                                                    135   PHASE (Degrees)
                                                                                                               30
                                                                                                                                                                      90
                                                                                                                  10k
Table 5. Optimum Values for Capacitive Loads                                                                                                                          45

CLOAD                       RS ()  CS                                                                                                                                 0
                                                                                                                                                                      45
500 pF                      100    1 nF

2 nF                        70     100 pF                                                                                                                             90                    02729-044

5 nF                        60     300 pF                                                                                                                             135

                                                                                                                       100k  1M              10M                      50M

                                                                                                                             FREQUENCY (Hz)

                                                                                                                       Figure 49. Frequency Response of Competitor A

                                                                             Rev. I | Page 15 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

PRECISION RECTIFIERS

Rectifying circuits are used in a multitude of applications. One                                                        VOLTAGE (1V/DIV)
of the most popular uses is in the design of regulated power
supplies, where a rectifier circuit is used to convert an input
sinusoid to a unipolar output voltage.

However, there are some potential problems with amplifiers                                                                                                                                            02729-046
used in this manner. When the input voltage (VIN) is negative,
the output is zero, and the magnitude of VIN is doubled at the                                                                                                               TIME (1ms/DIV)
inputs of the op amp. If this voltage exceeds the power supply
voltage, it may permanently damage some amplifiers. In addition,                                                                          Figure 51. Half-Wave Rectifier Signal (OUT A in Figure 50)
the op amp must come out of saturation when VIN is negative.
This delays the output signal because the amplifier requires                                                                                                                 TIME (1ms/DIV)
time to enter its linear region.
                                                                                                                                          Figure 52. Full-Wave Rectifier Signal (OUT B in Figure 50)
Although the AD8510/AD8512/AD8513 have a very fast
overdrive recovery time, which makes them great choices for the
rectification of transient signals, the symmetry of the positive
and negative recovery times is also important to keep the output
signal undistorted.

Figure 50 shows the test circuit of the rectifier. The first stage of                                                   VOLTAGE (1V/DIV)
the circuit is a half-wave rectifier. When the sine wave applied at
the input is positive, the output follows the input response.                                                                                                                                         02729-047
During the negative cycle of the input, the output tries to swing
negative to follow the input, but the power supply restrains it to
zero. In a similar fashion, the second stage is a follower during
the positive cycle of the sine wave and an inverter during the
negative cycle.

                        R2           R3
                       10k          10k

                            10V

VIN                 3 1/2 8      6 2/2 4                                                     7
3V p-p                 AD8512 1    AD8512                                                       OUT B
                                                                                                (FULL WAVE)
                R1               5       8
                1k

                    2       4

                                                                                        10V                  02729-045

                                                                      OUT A
                                                                      (HALF WAVE)

                    Figure 50. Half-Wave and Full-Wave Rectifiers

                                                                                             Rev. I | Page 16 of 20
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I-V CONVERSION APPLICATIONS                                                     A typical value for Rd is 1000 M. Because Rd >> R2, the
Photodiode Circuits                                                             circuit behavior is not impacted by the effect of the junction
                                                                                resistance. The maximum signal bandwidth is
Common applications for I-V conversion include photodiode
circuits where the amplifier is used to convert a current emitted                                                                                                                                                                                                  f MAX =      ft
by a diode placed at the positive input terminal into an output                                                                                                                                                                                                             2R2Ct
voltage.
                                                                                                                                                                                                                                                                   where ft is the unity gain frequency of the amplifier.
The AD8510/AD8512/AD8513's low input bias current, wide
bandwidth, and low noise make them each an excellent choice                                                                                                                                                                                                        Cf can be calculated by
for various photodiode applications, including fax machines,
fiber optic controls, motion sensors, and bar code readers.                                                                                                                                                                                                        Cf = Ct
The circuit shown in Figure 53 uses a silicon diode with zero                                                                                                                                                                                                              2R2 ft
bias voltage. This is known as a photovoltaic mode; this
configuration limits the overall noise and is suitable for                                                                                                                                                                                                         where ft is the unity gain frequency of the op amp, and it achieves
instrumentation applications.                                                                                                                                                                                                                                      a phase margin, M, of approximately 45.

                                                                            Cf                                                                                                                                                                                     A higher phase margin can be obtained by increasing the value
                                                                                                                                                                                                                                                                   of Cf. Setting Cf to twice the previous value yields approximately
                                                                            R2                                                                                                                                                                                     M = 65 and a maximal flat frequency response, but it reduces the
                                                                                                                                                                                                                                                                   maximum signal bandwidth by 50%.
                                                               VEE
                                                                                                                                                                                                                                                                   Using the previous parameters with a Cf  1 pF, the signal
Rd Ct                 4                                                                                                                                                                                                                                            bandwidth is approximately 2.6 MHz.
       2
                                                                                                                                                                                                                                                                   Signal Transmission Applications
           AD8510 6
                                                                                                                                                                                                                                                                   One popular signal transmission method uses pulse-width
       3                                                                                                                                                                                                                                                           modulation. High data rates may require a fast comparator
                      7                                                                                                                                                                                                                                            rather than an op amp. However, the need for sharp, undistorted
                                                                                                                                                                                                                                                                   signals may favor using a linear amplifier.
                                                               VCC 02729-048
                                                                                                                                                                                                                                                          02729-049The AD8510/AD8512/AD8513 make excellent voltage
              Figure 53. Equivalent Preamplifier Photodiode Circuit                                                                                                                                                                                                comparators. In addition to a high slew rate, the AD8510/
                                                                                                                                                                                                                                                                   AD8512/AD8513 have a very fast saturation recovery time. In
A larger signal bandwidth can be attained at the expense of                                                                                                                                                                                                        the absence of feedback, the amplifiers are in open-loop mode
additional output noise. The total input capacitance (Ct)                                                                                                                                                                                                          (very high gain). In this mode of operation, they spend much of
consists of the sum of the diode capacitance (typically 3 pF to                                                                                                                                                                                                    their time in saturation.
4 pF) and the amplifier's input capacitance (12 pF), which
includes external parasitic capacitance. Ct creates a pole in the                                                                                                                                                                                                  The circuit shown in Figure 54 was used to compare two signals
frequency response that can lead to an unstable system. To                                                                                                                                                                                                         of different frequencies, namely a 100 Hz sine wave and a 1 kHz
ensure stability and optimize the bandwidth of the signal, a                                                                                                                                                                                                       triangular wave. Figure 55 shows a scope plot of the resulting
capacitor is placed in the feedback loop of the circuit shown in                                                                                                                                                                                                   output waveforms. A pull-up resistor (typically 5 k) can be
Figure 53. It creates a zero and yields a bandwidth whose corner                                                                                                                                                                                                   connected from the output to VCC if the output voltage needs to
frequency is 1/(2(R2Cf)).                                                                                                                                                                                                                                          reach the positive rail. The trade-off is that power consumption
                                                                                                                                                                                                                                                                   is higher.
The value of R2 can be determined by the ratio
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       +15V
     V/ID
                                                                                                                                                                                                                                                                                            3       7
where:
V is the desired output voltage of the op amp.                                                                                                                                                                                                                                                         6  VOUT
ID is the diode current.
                                                                                                                                                                                                                                                                                            2
For example, if ID is 100 A and a 10 V output voltage is desired,                                                                                                                                                                                                                                4
R2 should be 100 k. Rd (see Figure 53) is a junction resistance
that drops typically by a factor of 2 for every 10C increase in                                                                                                                                                                                                                   V1
temperature.
                                                                                                                                                                                                                                                                                               15V
                                                                                                                                                                                                                                                                                            V2

                                                                                                                                                                                                                                                                            Figure 54. Pulse-Width Modulator

                                                                   Rev. I | Page 17 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

VOLTAGE (5V/DIV)                                                                                                                                                          The AD8510 single has two additional active terminals that are
                                                                                                                                                                          not present on the AD8512 dual or AD8513 quad parts. These
                                                                                                                                                    02729-050             pins are labeled "null" and are used for fine adjustment of the
                                                                                                                                                                          input offset voltage. Although the guaranteed maximum offset
                                                       TIME (2ms/DIV)                                                                                                     voltage at room temperature is 400 V and over the -40C to
                                                                                                                                                                          +125C range is 800 mV maximum, this offset voltage can be
                                                                                                                                                                          reduced by adding a potentiometer to the null pins as shown in
                                                                                                                                                                          Figure 58. With the 20 k potentiometer shown, the adjustment
                                                                                                                                                                          range is approximately 3.5 mV. The potentiometer parallels
                                                                                                                                                                          low value resistors in the drain circuit of the JFET differential
                                                                                                                                                                          input pair and allows unbalancing of the drain currents to
                                                                                                                                                                          change the offset voltage. If offset adjustment is not required,
                                                                                                                                                                          these pins should be left unconnected.

                                   Figure 55. Pulse-Width Modulation                                                                                                      Caution should be used when adding adjusting potentiometers to
                                                                                                                                                                          any op amp with this capability for several reasons. First, there is
Crosstalk                                                                                                                                                                 gain from these nodes to the output; therefore, capacitive coupling
                                                                                                                                                                          from noisy traces to these nodes will inject noise into the signal
Crosstalk, also known as channel separation, is a measure of                                                                                                              path. Second, the temperature coefficient of the potentiometer
signal feedthrough from one channel to another on the same                                                                                                                will not match the temperature coefficient of the internal resistors,
IC. The AD8512/AD8513 have a channel separation of better                                                                                                                 so the offset voltage drift with temperature will be slightly affected.
than -90 dB for frequencies up to 10 kHz and of better than                                                                                                               Third, this provision is for adjusting the offset voltage of the
-50 dB for frequencies up to 10 MHz. Figure 57 shows the                                                                                                                  op amp, not for adjusting the offset of the overall system. Although
typical channel separation behavior between Amplifier A                                                                                                                   it is tempting to decrease the value of the potentiometer to attain
(driving amplifier) and each of the following: Amplifier B,                                                                                                               more range, this will adversely affect the dc and ac parameters.
Amplifier C, and Amplifier D.                                                                                                                                             Instead, increase the potentiometer to 50 k to decrease the
                                                                                                                                                                          range if needed.
                                                                VOUT

                                                                      20k          2.2k

                                                  +VS                                                                                                                                                             20k
                                                                                                                                                                                                                                       V+

                                               2  8                             6                                                                                                                           1
                                   18V p-p               1      7
                                                                                                                                                                                                               5
                                               3                                5                                                                                                                       2
                                                                                                                                                                                                  INPUT           7
                                                                5k 4
                                   VIN                 5k                                                                                                                                             +     AD8510 6  OUTPUT
                                                                       VS
CROSSTALK = 20 log VOUT                                                                  02729-052                                                                                                       3
                                10VIN                                                                                                                                                                                  4                          02729-058
                                                                                                                                                                                                                               VOS TRIM RANGE IS
                                                                                                                                                                                                                               TYPICALLY 3.5mV

                                        Figure 56. Crosstalk Test Circuit                                                                                                                                                V

                         0                                                                                                                                                                        Figure 58. Optional Offset Nulling Circuit

                         20

CHANNEL SEPARATION (dB)  40

                         60                                          CH B

                                                                       CH D        CH C

                         80

                         100

                         120

                         140                                                                                                                                  02729-051

                         160           1k                 10k        100k         1M    10M
                              100

                                                            FREQUENCY (Hz)

                                        Figure 57. Channel Separation

                                                                                                                                                                          Rev. I | Page 18 of 20
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OUTLINE DIMENSIONS

                     5.00 (0.1968)                                                                                      5.10
                     4.80 (0.1890)                                                                                      5.00
                                                                                                                        4.90

                           8       5                                                                            14            8
4.00 (0.1574)                            6.20 (0.2441)
                                                                                                  4.50                               6.40
3.80 (0.1497) 1                    4 5.80 (0.2284)                                                4.40                               BSC
                                                                                                  4.30

                             1.27 (0.0500)  1.75 (0.0688)                      0.50 (0.0196) 45                     1        7
                                  BSC       1.35 (0.0532)                      0.25 (0.0099)
                                                            8
0.25 (0.0098)                                               0                                    PIN 1
0.10 (0.0040)
                                                                                1.27 (0.0500)
COPLANARITY                        0.51 (0.0201)           0.25 (0.0098) 0.40 (0.0157)            1.05                  0.65
                                   0.31 (0.0122)           0.17 (0.0067)
       0.10                                                                                       1.00                  BSC
                   SEATING
                      PLANE                                                                       0.80                                 1.20 0.20                       0.75
                                                                                                                                       MAX 0.09
                                                                                                                                                        8
                                                                                                         0.15 0.30                                                     0.60
                  COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A                                                0.05 0.19            SEATING                             0   0.45
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS                                                                    PLANE
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR                                                                                COPLANARITY
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.                                                                                         0.10
                                                                                                  012407-A
    Figure 59. 8-Lead Standard Small Outline Package [SOIC_N]                                                                                                                                                                                                                                                                                              060606-ACOMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1
                             Narrow Body (R-8)
                                                                                                        Figure 61. 14-Lead Thin Shrink Small Outline Package [TSSOP]
            Dimensions shown in millimeters and (inches)                                                                                (RU-14)

                                                                                                                         Dimensions shown in millimeters

                             3.20
                             3.00
                             2.80

                  8                5 5.15                                                                               8.75 (0.3445)
      3.20                                4.90                                                                          8.55 (0.3366)
      3.00                                4.65
      2.80 1                                                                                      4.00 (0.1575) 14                     8 6.20 (0.2441)
                                   4                                                              3.80 (0.1496) 1                      7 5.80 (0.2283)

      PIN 1                                                                                                             1.27 (0.0500)                                  0.50 (0.0197) 45
                0.65 BSC                                                                                                     BSC                                       0.25 (0.0098)

0.95                                                                                                  0.25 (0.0098)     0.51 (0.0201)  1.75 (0.0689)                    1.27 (0.0500)
                                                                                                      0.10 (0.0039)     0.31 (0.0122)                                   0.40 (0.0157)
0.85                                        1.10 MAX                                                                                   1.35 (0.0531)    8
                                                                                                  COPLANARITY
0.75                                                                                                     0.10                                           0

                                                           8  0.80                                                                    SEATING          0.25 (0.0098)
                                                           0                                                                          PLANE            0.17 (0.0067)
0.15 0.38                                                      0.60
0.00 0.22                                       0.23           0.40
                                                0.08

COPLANARITY SEATING                                                                                                        COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AB
                                                                                                        CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
               0.10                PLANE                                                                (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
                                                                                                        REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
             COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
                                                                                                        Figure 62. 14-Lead Standard Small Outline Package [SOIC_N]
      Figure 60. 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP]                                                                       Narrow Body (R-14)
                                  (RM-8)
                                                                                                                 Dimensions shown in millimeters and (inches)
                  Dimensions shown in millimeters

                                                                     Rev. I | Page 19 of 20
AD8510/AD8512/AD8513

ORDERING GUIDE    Temperature Range                                                     Package Description     Package Option  Branding
                  -40C to +125C                                                       8-Lead MSOP             RM-8            B7A#
Model             -40C to +125C                                                       8-Lead MSOP             RM-8            B7A#
AD8510ARMZ-REEL1  -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510ARMZ1       -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8             B8A#
AD8510AR          -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8             B8A#
AD8510ARZ1        -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510ARZ-REEL1   -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510ARZ-REEL71  -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510BR          -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510BR-REEL     -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510BRZ1        -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8510BRZ-REEL1   -40C to +125C                                                       8-Lead MSOP             RM-8
AD8510BRZ-REEL71  -40C to +125C                                                       8-Lead MSOP             RM-8
AD8512ARMZ-REEL1  -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512ARMZ1       -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512AR          -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512AR-REEL     -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512AR-REEL7    -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512ARZ1        -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512ARZ-REEL1   -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512ARZ-REEL71  -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512BR          -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512BR-REEL     -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512BR-REEL7    -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512BRZ1        -40C to +125C                                                       8-Lead SOIC_N           R-8
AD8512BRZ-REEL1   -40C to +125C                                                       14-Lead SOIC_N          R-14
AD8512BRZ-REEL71  -40C to +125C                                                       14-Lead SOIC_N          R-14
AD8513AR          -40C to +125C                                                       14-Lead SOIC_N          R-14
AD8513AR-REEL     -40C to +125C                                                       14-Lead SOIC_N          R-14
AD8513AR-REEL7    -40C to +125C                                                       14-Lead SOIC_N          R-14
AD8513ARZ1        -40C to +125C                                                       14-Lead SOIC_N          R-14
AD8513ARZ-REEL1   -40C to +125C                                                       14-Lead TSSOP           RU-14
AD8513ARZ-REEL71  -40C to +125C                                                       14-Lead TSSOP           RU-14
AD8513ARU         -40C to +125C                                                       14-Lead TSSOP           RU-14
AD8513ARU-REEL    -40C to +125C                                                       14-Lead TSSOP           RU-14
AD8513ARUZ1
AD8513ARUZ-REEL1

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                                                                      D02729-0-2/09(I)

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