Texas Instruments LM4941SD Evaluation Board LM4941SDBD/NOPB LM4941SDBD/NOPB Datenbogen

SNAS347C – JUNE 2006 – REVISED MAY 2013

Since the LM4941 has bridged outputs, the maximum internal power dissipation is four times that of a single-
ended amplifier. Even with this substantial increase in power dissipation, the LM4941 does not require additional
heatsinking under most operating conditions and output loading. From

, assuming a 5V power supply

and an 8

Ω

load, the maximum power dissipation point is 625mW. The maximum power dissipation point obtained

from

must not be greater than the power dissipation results from

P

DMAX

= (T

JMAX

- T

A

) /

θ

JA

(4)

The LM4941's

θ

JA

in a DSBGA package is 100°C/W. Depending on the ambient temperature, T

A

, of the system

surroundings,

can be used to find the maximum internal power dissipation supported by the IC

packaging. If the result of

is greater than that of

, then either the supply voltage must be

decreased, the load impedance increased, the ambient temperature reduced, or the

θ

JA

reduced with

heatsinking. In many cases, larger traces near the output, V

DD

, and GND pins can be used to lower the

θ

JA

. The

larger areas of copper provide a form of heatsinking allowing higher power dissipation. For the typical application
of a 5V power supply, with an 8

Ω

load, the maximum ambient temperature possible without violating the

maximum junction temperature is approximately 87.5°C provided that device operation is around the maximum
power dissipation point. Recall that internal power dissipation is a function of output power. If typical operation is
not around the maximum power dissipation point, the LM4941 can operate at higher ambient temperatures.
Refer to the

curves for power dissipation information.

As with any power amplifier, proper supply bypassing is critical for low noise performance and high power supply
rejection ratio (PSRR). The capacitor location on both the bypass and power supply pins should be as close to
the device as possible. Typical applications employ a 5V regulator with 10µF and 0.1µF bypass capacitors that
increase supply stability. This, however, does not eliminate the need for bypassing the supply nodes of the
LM4941. The LM4941 will operate without the bypass capacitor C

B

, although the PSRR may decrease. A 1µF

capacitor is recommended for C

B

. This value maximizes PSRR performance. Lesser values may be used, but

PSRR decreases at frequencies below 1kHz. The issue of C

B

selection is thus dependant upon desired PSRR

and click and pop performance as explained in the section

In order to reduce power consumption while not in use, the LM4941 contains shutdown circuitry that is used to
turn off the amplifier's bias circuitry. The device may then be placed into shutdown mode by toggling the SHDN
pin to logic low. It is best to switch between ground and supply for maximum performance. While the device may
be disabled with shutdown voltages in between ground and supply, the idle current may be greater than the
typical value of 0.1µA. In either case, the SHDN pin should be tied to a definite voltage to avoid unwanted state
changes.

In many applications, a microcontroller or microprocessor output is used to control the shutdown circuitry, which
provides a quick, smooth transition to shutdown. Another solution is to use a single-throw switch in conjunction
with an external pull-up resistor. This scheme ensures that the shutdown pin will not float, thus preventing
unwanted state changes.

Proper selection of external components in applications using integrated power amplifiers is critical when
optimizing device and system performance. Although the LM4941 is tolerant to a variety of external component
combinations, consideration of component values must be made when maximizing overall system quality.

The LM4941 is unity-gain stable, giving the designer maximum system flexibility. The LM4941 should be used in
low closed-loop gain configurations to minimize THD+N values and maximize signal to noise ratio. Low gain
configurations require large input signals to obtain a given output power. Input signals equal to or greater than
1V

RMS

are available from sources such as audio codecs. When used in its typical application as a fully differential

power amplifier the LM4941 does not require input coupling capacitors for input sources with DC common-mode
voltages of less than V

DD

. Exact allowable input common-mode voltage levels are actually a function of V

DD

, R

i

,

and R

F

and may be determined by

V

CMi

< (V

DD

-1.2)(R

i

+R

F

)/R

F

-V

DD

/2(R

i

/ R

F

)

(5)

-R

F

/ R

i

= A

VD

(6)

10

Copyright © 2006–2013, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Links: