AP1355AEM

[AP1355AEM]
AP1355AEM
ホール素子用アンプ
1. 概 要
AP1355AEM は、ホール素子用アンプです。ホール素子に電流を供給する電流源、ホール素子の出力電
圧を増幅するアンプを内蔵しています。また、外部電圧によりホール素子の駆動電流、オフセット電圧
を調整でき、ホール素子の素子ばらつき、および、ホール素子設置時の取り付け誤差を補正することが
可能です。









2. 特 長
入力電圧範囲
±13.5V ~ ±15V ~ ±16.5V
動作温度範囲
−40°C ~ 105°C
ホール素子用出力電流源
5mA±5.4% @ Ta= 25°C (+0.045%/°C)
アンプゲイン
Gain A ×180
Gain B ×95
オフセット電圧調整可能
調整範囲 ±1.85V(typ)、調整精度 ±2.0mV
基準電圧内蔵
5.0V±2% @ Ta= 25°C
出力ドライブ能力
±10mA
パッケージ
16-pin TSSOP
ESD耐圧
HBM = ±2.0kV
015007471-J-00
2015/06
-1-
[AP1355AEM]
3. 目
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
次
概 要 .................................................................................................................................................................. 1
特 長 .................................................................................................................................................................. 1
目 次 .................................................................................................................................................................. 2
ブロック図と機能説明 ...................................................................................................................................... 3
オーダリングガイド .......................................................................................................................................... 4
ピン配置と機能説明 .......................................................................................................................................... 4
絶対最大定格 ...................................................................................................................................................... 5
推奨動作条件 ...................................................................................................................................................... 5
電気的特性 .......................................................................................................................................................... 6
機能説明 .............................................................................................................................................................. 9
パッケージ ........................................................................................................................................................ 11
改訂履歴 ............................................................................................................................................................ 12
2015/06
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[AP1355AEM]
4. ブロック図と機能説明
■ ブロック図
+15V
GND
VCC
1
1.0uF
CVCC
16
ISET
RISET
3.3k
2
Voltage
Reference
IHALL
3
Current
mirror
Circuit
VREF
15
VISET
14
IN+
4
2
10k
1
HG-362A
3
Offset
calibration
Circuit
VOS
13
1 AO1
4
Amplifier
TR1
12
CIN
2200pF
Gain set
Circuit
IN-
5
100
1000pF
AO2 8
VCC 7
2 CS
AK9820C
DI 6
3 SK
4 DO
TR2
DI
DO
SK
CS
11
VO
N.C.
10
6
CVREF
0.1uF
GND 5
10k 10k
N.C.
VEE
7
CVEE
1.0uF
9
N.C.
8
-15V
Figure 1. Block Diagram
■ 機能説明
ブロック
増幅回路
オフセット調整回路
基準電圧回路
駆動電流回路
機能
ホール起電圧を増幅します。
TR1~TR2の端子間を短絡させることにより、倍率変更可能です。
増幅回路出力のオフセットを調整します。
VOS端子に印加する電圧により、オフセットを調整できます。
基準電圧(5V)を出力します。
外付けされるD/Aコンバータに電圧(電源)を供給します。
ホール素子に電流を供給します。
電流はVISETピンに印加する電圧により可変できます。
■ D/A コンバータ (AK9820CTH)
オフセット調整回路に電圧を印加、及びホール電流設定に使用します。
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[AP1355AEM]
5. オーダリングガイド
−40°C ~ 105°C
AP1355AEM
16-pin TSSOP
6. ピン配置と機能説明
■ ピン配置
VCC
1
16
GND
ISET
2
15
VREF
IHALL
3
14
VISET
IN+
4
13
VOS
IN-
5
12
TR1
VO
6
11
TR2
N.C.
7
10
N.C.
N.C.
8
9
VEE
■ ピン機能説明
No. Pin Name
1
VCC
2
ISET
I/O Description
I 正側の電源端子です。
I 外付け抵抗RISETを接続し、ホール素子駆動電流を設定する端子です。
ホール素子に電流を供給する端子です。
3
IHALL
O ホール素子駆動電流は以下の式で計算できます。
IIHALL=VVISET÷RISET×3
4
IN+
I ホール信号の入力端子です。HG-362AのOUT+を接続します。
5
INI ホール信号の入力端子です。HG-362AのOUT-を接続します。
6
VO
O 出力端子です。
7
N.C.
- 未接続端子です。
8
N.C.
- 未接続端子です。
9
VEE
I 負側の電源端子です。
10
N.C.
- 未接続端子です。
11
TR2
I ゲイン設定端子です。
12
TR1
I ゲイン設定端子です。
13
VOS
I オフセット電圧の調整端子です。AK9820CTHのAO1を接続します。
14
VISET
I ホール素子駆動電流の調整端子です。AK9820CTHのAO2を接続します。
15
VREF
O 基準電圧端子です。AK9820CTHのVCCに接続します。
16
GND
- GND端子です。
Note 1. TR1-TR2をショートする場合は1Ω以下でショートして下さい。
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[AP1355AEM]
7. 絶対最大定格
Parameter
Symbol
min
max
VCC
GND
+18
電源電圧
VEE
-18
GND
IN-, IN+,
VEE
VCC
TR1,TR2, VOS
入力端子
VISET
GND
VCC
VO
VEE
VCC
出力端子
ISET, IHALL,
GND
VCC
VREF
TSTG
-55
+150
保存温度
TJ
125
ジャンクション温度
PD
200
許容損失 (Note 3)
Note 2. 電圧は全てGNDピンに対する値です。
Note 3. PKGの熱抵抗 (θJA): 112.6°C/W (JEDEC51準拠の4層基板)
Units
V
V
Condition
V
V
V
V
°C
°C
mW
Ta=105°C
注意:この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。また、通常の動作は
保証されません。
8. 推奨動作条件
Parameter
電源電圧+
電源電圧動作温度
VO負荷容量
VREF負荷容量
VCC接続容量
VEE接続容量
入力容量
Symbol
VCC
VEE
TOPR
CVO
CVREF
CVCC
CVEE
CIN
min
13.5
-16.5
-40
0.47
0.47
1650
typ
15
-15
25
0.1
1.0
1.0
2200
max
16.5
-13.5
105
470
0.47
2750
Units
V
V
°C
pF
µF
µF
µF
pF
注意:本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任を負いかねますの
で、十分ご注意下さい。
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[AP1355AEM]
9. 電気的特性
特記無き場合は、Ta=-40°C ~105°C、VCC=13.5V~16.5V、VEE= -VCCの条件になります。
Parameter
Symbol
min
typ
max
Units Conditions
ICC
9.0
11.0
mA
RISET=3.00kΩ, VVISET=5.0V
消費電流
VVOS=2.5V, HE:HG-362A
IEE
-2.0
-3.0
mA
ICC
11.0
mA
VCC,VEE=0~±16.5V, ISET=3.00kΩ
起動時消費電流
IEE
-3.0
mA
VVISET= VVREF=VVOS, HE:HG-362A
基準電圧特性
IVREF=0mA, VVISET=5.0V
VREF
4.9
5.0
5.1
V
基準電圧 (25°C)
VVOS=2.5V, RISET=3.00kΩ, Ta=25°C
VREF
-0.6
6.5
V
起動時基準電圧
I
=0mA, VVISET=5.0V
-100
0
+100 ppm/°C VREF
基準電圧温度特性
∆VREF
VVOS=2.5V, RISET=3.00kΩ
IVREF=0 to 5.5mA, VVISET=5.0V
LoReg
100
mV
負荷変動
VVOS=2.5V, RISET=3.00kΩ
VREF
ISETピン
ISET端子
VISETO = VISET-VVISET, RISET=2.7kΩ~
VISETO
-50
-10
5
mV
オフセット電圧
7.5kΩ, VVISET=0.9V~5.2V, VVOS=2.5V
ISET端子電圧
LoReg
RISET=2.7kΩ~7.5kΩ, VVISET=0.9V~
50
mV
5.2V, VVOS=2.5V
負荷変動
ISET
ホール素子駆動電流
HALL電流
IIHALL= VVISET /RISET ×3, RISET= 3.00kΩ,
IHALL
4.73
5.0
5.27
mA
VVISET= VVREF, VVOS=2.5V, Ta=25°C
(25°C)
IIHALL= VVISET /RISET ×3
HALL電流
RISET=3.00kΩ, RISET 温度特性
IHALL105
4.76
5.18
5.59
mA
(105°C)
=0ppm/°C, VVISET=VVREF, VVOS=2.5V
IIHALL= VVISET /RISET ×3
HALL電流
RISET=3.00kΩ, RISET 温度特性
IHALL-40
4.46
4.85
5.24
mA
(-40°C)
=0ppm/°C, VVISET=VVREF, VVOS=2.5V
HALL電流
VVISET=0.9V~5.2V, VVOS=2.5V
200
450
700
∆IHALL
ppm/°C
温度特性
RISET=2.7kΩ~7.5kΩ,
ISETピン電流
VVISET=0.9V~5.2V, VVOS=2.5V,
IHALL /
2.90
3.0
3.10
HALL電流 比
RISET=2.7kΩ~7.5kΩ,
IISET
(25°C)
Ta=25°C
RISET=1.0kΩ, RIHALL=1.92kΩ
IHALL MAX
5.8
mA
最大HALL電流
VVOS=2.5V, VVISET=5.2V
015007471-J-00
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[AP1355AEM]
特記無き場合は、Ta=-40°C ~105°C, VCC=13.5V~16.5V, VEE= -VCCの条件になります。
Parameter
Symbol
min
typ
max
Units Conditions
アンプ部(オフセット調整)
VVOS=1/2VREF, TR1-TR2=0Ω
VOS_A
-0.20
0
0.20
V
出力電圧A
VIN+=VIN-= 0~4V, IVO =0mA
VVISET=5.0V
VVOS=0V, TR1-TR2=0Ω
VOS_B
1.65
1.85
2.05
V
出力電圧B
VIN+=VIN-= 0~4V, IVO =0mA
VVISET=5.0V
VVOS=VREF, TR1-TR2=0Ω
VOS_C
-2.05
-1.85
-1.65
V
出力電圧C
VIN+=VIN-= 0~4V, IVO =0mA
VVISET=5.0V
アンプ部(DC)
入力バイアス
IIB
-15
-70
nA
VIN+=VIN-= 0~7.5V
電流
入力オフセット
IIO
±1.5
±30
nA
VIN+=VIN-= 0~7.5V
電流
VCC
VCC
CMR > 80dB, (Ta=25°C~105°C)
V
-3.0
-2.0
同相入力
CMR > 75dB, (Ta=-40°C~25°C未
VICR
VEE
VEE
電圧範囲
満)
V
+2.0
+3.0
Gain=180, IVO =0mA
VCC
V
最大出力
-3.0
VOM
RL =2kΩ
VEE
電圧範囲
V
+3.0
IO SINK
10
mA
VIN+=2V, VIN-=3V, VVO=0V
出力電流
IO SOURCE
-10
mA
VIN+=3V, VIN-=2V, VVO=0V
アンプ部(DC2)
TYP
TYP
TR1-TR2=0Ω, VVO=±4.0V
Gain A
180
アンプゲインA
倍
-5%
+5%
IVO =0mA
TYP
TYP
TR1-TR2=0Ω, VCC,VEE=±15V
アンプゲインA
Gain A
180
倍
-5%
+5%
VVO=±12.0V, IVO =0mA
TYP
TYP
TR1-TR2=Open, VVO=±4.0V
Gain B
95
アンプゲインB
倍
-5%
+5%
IVO =0mA
TYP
TYP
TR1-TR2=Open, VCC,VEE=±15V
アンプゲインB
Gain B
95
倍
-5%
+5%
VVO=±12.0V, IVO =0mA
アンプゲインA
±0.5
%
VVO=±4.0V
リニアリティー
■ アンプゲインA リニアリティー計算式
Vo
VVO= ±4.0V, ±4.0V / 180= ±0.022V
V1
A: V1-V2の変動量
B: V2-V3の変動量
A
0.022V
計算式:(A-B)/{(A+B)/2}×100
V2
B
V3
015007471-J-00
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[AP1355AEM]
特記無き場合は、Ta=-40°C ~105°C, VCC=13.5V~16.5V, VEE= -VCCの条件になります。
Parameter
Symbol
min
typ
max
Units Conditions
アンプ部(AC)
SR
5
8
スルーレート
CL =100pF, RL≧2kΩ, Gain=180, 95
V/µs
tdely
1.0
3.0
出力遅延時間
Gain=180, CL =100pF , RL≧2kΩ
µs
HPF=400Hz, LPF=30kHz
入力換算雑音
VNI
4
8
µVrms
VIN+=VIN-= 0V
80
100
dB
Ta=25°C~105°C
同相入力信号
CMR
除去比
75
dB
Ta=-40°C~25°C未満
保護
6
12
20
mA
VREF 制限電流
135
155
180
過熱保護
°C
■出力遅延時間
IN+/IN-の立ち上りからVoutの50%変動までの時間を規定しています。
Output
Delay Time
ININ+
(50%)
VOUT
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[AP1355AEM]
10. 機能説明
AP1355AEMは、ホール素子用アンプとして、ホール素子に電流を供給する「駆動電流回路」、ホール
素子の出力電圧を増幅する「増幅回路」、及び、増幅回路出力のオフセットを調整する「オフセット調
整回路」と「駆動電流回路」「オフセット調整回路」を制御する外付けのD/Aコンバータ(AK9820CTH)
に電圧(5V)を供給する「基準電圧回路」から構成されています。
10.1 駆動電流回路
IHALLピンからホール素子へ供給される電流(IIHALL)は、ISET端子に外付けされた抵抗(RISET)とVISET
ピンに印加された電圧(VVISET)により、
IIHALL=VVISET / RISET ×3
(Ta=25°C)の関係で設定されます。
また、設定された電流値(IIHALL)には、ホール素子の温特を補正するため 約450ppm/°C (typ.) の温特を
持つように設定されます。ただし、その時の外付け抵抗(RISET)の温特は、0ppm/°Cです。
尚、抵抗(RISET)、電圧(VVISET)の設定範囲は、2.7~7.5kΩ、1.0~5.0V です。
10.2 増幅回路
OPアンプ3個を使った計測アンプ構成となっています。
アンプゲインは、TR1-TR2端子を短絡する事により、95倍/180倍に可変できます。
∆Vout=∆Vin (100kΩ/10kΩ)(1+2×42.5kΩ/(5kΩ or 10kΩ))
また、出力電圧のDCオフセットは、「オフセット調整回路」にて調整されます。
V2
42.5k
オフセット調整回路
5k
増幅回路
2.5k
TR1
100k
2.5k
TR2
VB
10k
10k
100k
42.5k
VO
VA
V1
Figure 2. 増幅回路
オフセット調整回路出力が0Vの時、出力電圧はVO = (100k/10k)×(VB-VA)となり、仮想短絡を前提とす
ると、両アンプ(V1,V2)の入力ピンは同電圧と見なせます。VAから42.5k-10k-42.5k-VBまでの経路は、
入力端子に電流が流れないことから、各抵抗に同一電流が流れます。
そのため、
(VA-V1) / 42.5k = (V1-V2) / 10k = (V2-VB) / 42.5k が成り立ちます。
VA-VB = 42.5k / 10k×(V1-V2), V2-VB = 42.5k / 10k×(V1-V2)
上記2式から VA-VB-(V1-V2) = (42.5k+42.5k)/10k×(V1-V2)
よって、
VA-V1 = (1+(42.5k+42.5k)/10k)×(V1-V2)
VO = 100k/10k×(1+(42.5k+42.5k)/10k)×(V1-V2)
となります。
015007471-J-00
2015/06
-9-
[AP1355AEM]
10.3 オフセット調整回路
VOS端子に印加される電圧により増幅回路出力のDCオフセット電圧を可変します。VOS端子に0~5.0V
の電圧を印加する事により、オフセット電圧を+1.85V~-1.85V(typ.)の範囲を可変できます。
・定数設定式
仕様条件 ①
②
③
VOSピン:0V
VOSピン:2.5V
VOSピン:5V
VOピン:1.85V
VOピン:0V
VOピン:-1.85V
① から③を横軸VOSピン、縦軸をVOピンに取ると y=1.85-2.5x
10k
y=0V時, x=0.74となります。
37k
V2(VREF)
VB
VC
18.5k
VA
25k
V1(VOS)
オフセット調整回路
Figure 3. オフセット調整回路
VB=V2/(37k+10k)×10k
仮想短絡よりVA=VBとなるので、25kに流れる電流は、
I=(V1-VA)/25k=(V1-VB)/18.5k=(V1-(V2×10k)/(10k+37k))/18.5k
VC=VA-I×18.5k=VB- I×25k
VC=-18.5k/25k×V1+(10k/(10k+37k)×V2×(1+18.5k/25k)
VC=-0.74×V1+0.370×V2となります。
VOSはVREF/1023に分割された精度の電圧が印加されます。
10.4 基準電圧回路
5.0Vの基準電圧をVREFピンより出力します。外付けのD/Aコンバータの電源となります。
10.5 保護回路
VREF電流制限 :出力電流を12mA(typ.)以下に制限します。
VO電流制限 :出力電流を±30mA(typ.)以下に制限します。
過熱保護:IC内部の温度が155°C(typ.)を超えるとIC内各回路に供給する電流がオフし、各回路はオフし
ます。
015007471-J-00
2015/06
- 10 -
[AP1355AEM]
11. パッケージ
5±0.1
9
6.4±0.2
4.4±0.1
16
0.6±0.1
(Unit : mm)
0.13~ 0.18
■ 外形寸法図
・16-pin TSSOP
1
M
0゜~ 10゜
1.1MAX
0.19~ 0.27
0.9±0.05
0.65
8
0.13
0.1
S
0.1±0.05
S
■ マーキング
AP1355A
(3) XXXXX
(2)
(1)
1pin Indication
(2)
Market No.
(3)
Date Code (5digits)
西暦年下 1 桁、週コード 2 桁、管理コード 2 桁
(1)
015007471-J-00
2015/06
- 11 -
[AP1355AEM]
12. 改訂履歴
Date (YY/MM/DD)
15/06/04
Revision
00
Page
-
Contents
初版
2015/06
015007471-J-00
- 12 -
[AP1355AEM]
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本製品のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制するRoHS指令等、適用される環境関連
法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようにご使用ください。お客様がかかる法令を遵守
しないことにより生じた損害に関して、弊社は一切の責任を負いかねます。
6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され、その使用から損害等が生じた場合
はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください。
7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを禁じま
す。
015007471-J-00
2015/06
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