20 MHz、CMOS レール to レール入出力高精度オペアンプ AD8615/AD8616/AD8618 特長 ピン配置 低オフセット電圧: 65 µV 最大 単電源動作: 2.7 V～5.0 V 低ノイズ: 8 nV/√Hz 広い帯域幅: 20 MHz 以上 スルーレート: 12 V/µs 高出力電流: 150 mA 位相逆転なし 低入力バイアス電流: 1 pA 低電源電流: 2 mA ユニティ・ゲイン安定 OUT 1 V+ 4 –IN +IN 3 TOP VIEW (Not to Scale) 04648-001 V– 2 OUT A 1 AD8616 –IN A 2 +IN A 3 TOP VIEW V– 4 (Not to Scale) バーコード・スキャナ バッテリ駆動の計装機器 多極フィルタ センサー ASIC 入力アンプまたは出力アンプ オーディオ フォトダイオード・アンプ 8 V+ 7 OUT B 6 –IN B 5 +IN B 04648-002 図 1.5 ピン TSOT-23 (UJ-5) アプリケーション OUT A 1 AD8616 –IN A 2 +IN A 3 TOP VIEW V– 4 (Not to Scale) この製品のアプリケーションとしては、携帯型低消費 電力計装機器、携帯型デバイスのオーディオアンプ、 携帯電話ヘッドセット、バー・コード・スキャナ、多 極フィルタなどがあります。入力と出力でレール to レ ールの振幅能力を持っているため、単電源システムで CMOS ADC、DAC、ASIC、その他の大きな出力振幅デ バイスに対するバッファとして使うことができます。 OUT B 6 –IN B 5 +IN B 図 3.8 ピン SOIC (R-8) OUT A –IN A +IN A V+ +IN B –IN B OUT B 1 OUT D –IN D +IN D V– +IN C –IN C OUT C 14 AD8618 TOP VIEW (Not to Scale) 7 8 04648-004 これらのアンプは、20 MHz 以上の帯域幅、低オフセッ ト、低ノイズ、低入力バイアス電流の組み合わせを持 っているため、さまざまなアプリケーションで使うこ とができます。性能のこの組み合わせは、フィルタ、 積分器、フォトダイオード・アンプ、高インピーダン ス・センサーのすべてに役立ちます。AC アプリケーシ ョンには、広い帯域幅と低歪みが役立ちます。この AD8615/AD8616/ AD8618 は、DigiTrim®ファミリで最高 の出力駆動能力を提供するため、オーディオのライ ン・ドライバや、その他の低インピーダンス・アプリ ケーションに対して優れたデバイスになっています。 V+ 7 図 4.14 ピン TSSOP (RU-14) OUT A 1 14 OUT D –IN A 2 13 –IN D +IN A 3 12 +IN D V+ AD8618 +IN B 11 V– TOP VIEW 5 (Not to Scale) 10 +IN C –IN B 6 9 –IN C OUT B 7 8 OUT C 4 04648-005 AD8615/AD8616/AD8618 はシングル/デュアル/クワッド のレール to レール入力/出力単電源アンプであり、非常 に小さいオフセット電圧、広い信号帯域幅、低い入力 電圧、低い電流ノイズを持っています。これらのアンプ は、レーザ・トリミングなしで優れた精度を実現する特 許取得済みのトリミング技術を採用しています。 AD8615/AD8616/ AD8618 は、2.7 V～5 V の単電源で動 作する仕様になっています。 8 04648-003 図 2.8 ピン MSOP (RM-8) 概要 Rev. E 5 AD8615 図 5.14 ピン SOIC (R-14) AD8615/AD8616/AD8618 の仕様は、拡張工業温度範囲 (–40°C～+125°C)で規定されています。AD8615 は 5 ピ ン TSOT-23 パッケージを、AD8616 は 8 ピンの MSOP またはナローSOIC 表面実装パッケージを、それぞれ採 用しています。MSOP バージョンはテープとリールで のみ提供しています。AD8618 は、14 ピンの SOIC パッ ケージまたは TSSOP パッケージを採用しています。 アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の 利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いま せん。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するもので もありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有 に属します。 ※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照くださ い。 ©2004–2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03（5402）8200 大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06（6350）6868 本 AD8615/AD8616/AD8618 目次 特長 .......................................................................................... 1 出力位相の反転................................................................. 11 アプリケーション .................................................................. 1 容量負荷の駆動................................................................. 11 概要 .......................................................................................... 1 過負荷回復時間................................................................. 12 ピン配置 .................................................................................. 1 D/A 変換 ............................................................................. 12 改訂履歴 .................................................................................. 2 低ノイズ・アプリケーション ......................................... 12 仕様 .......................................................................................... 3 高速フォトダイオードのプリアンプ ............................. 13 絶対最大定格 .......................................................................... 5 アクティブ・フィルタ ..................................................... 13 熱抵抗 .................................................................................. 5 消費電力 ............................................................................ 13 ESD の注意 .......................................................................... 5 変動する負荷または未知の負荷での消費電力の計算 . 14 代表的な性能特性 .................................................................. 6 外形寸法 ................................................................................ 15 アプリケーション情報 ........................................................ 11 オーダー・ガイド ............................................................. 17 入力過電圧保護機能 ........................................................ 11 改訂履歴 9/08—Rev. D to Rev. E Changes to General Description Section .................................. 1 Updated Outline Dimensions .................................................. 15 Changes to Ordering Guide .................................................... 17 4/04—Rev. 0 to Rev. A Added AD8618 ........................................................... Universal Updated Outline Dimensions .................................................. 16 1/04—Revision 0: Initial Version 5/08—Rev. C to Rev. D Changes to Layout .................................................................... 1 Changes to Figure 38 .............................................................. 11 Changes to Figure 44 and Figure 45 ....................................... 13 Changes to Layout .................................................................. 15 Changes to Layout .................................................................. 16 6/05—Rev. B to Rev. C Change to Table 1 ..................................................................... 3 Change to Table 2 ..................................................................... 4 Change to Figure 20 ................................................................. 8 1/05—Rev. A to Rev. B Added AD8615 ............................................................ Universal Changes to Figure 12 ................................................................ 8 Deleted Figure 19; Renumbered Subsequently ......................... 8 Changes to Figure 20 ................................................................ 9 Changes to Figure 29 .............................................................. 10 Changes to Figure 31 .............................................................. 11 Deleted Figure 34; Renumbered Subsequently ....................... 11 Deleted Figure 35; Renumbered Subsequently ....................... 35 Rev. E － 2/17 － AD8615/AD8616/AD8618 仕様 特に指定がない限り、VS = 5 V、VCM = VS/2、TA = 25°C。 表 1. Parameter INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage, AD8616/AD8618 Symbol Conditions VOS VS = 3.5 V at VCM = 0.5 V and 3.0 V Min Typ Max Unit 23 60 µV 23 100 µV 80 500 µV 800 µV 1.5 7 µV/°C 3 10 µV/°C 0.2 1 pA −40°C < TA < +85°C 50 pA −40°C < TA < +125°C 550 pA 0.5 pA −40°C < TA < +85°C 50 pA −40°C < TA < +125°C 250 pA 5 V Offset Voltage, AD8615 VCM = 0 V to 5 V −40°C < TA < +125°C Offset Voltage Drift, AD8616/AD8618 ∆VOS/∆T −40°C < TA < +125°C Offset Voltage Drift, AD8615 Input Bias Current Input Offset Current IB IOS 0.1 Input Voltage Range 0 Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 4.5 V 80 100 dB Large Signal Voltage Gain AVO RL = 2 kΩ, VO = 0.5 V to 5 V 105 1500 V/mV Input Capacitance CDIFF 2.5 pF CCM 6.7 pF OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High Output Voltage Low VOH VOL IL = 1 mA 4.98 4.99 V IL = 10 mA 4.88 4.92 V −40°C < TA < +125°C 4.7 V IL = 1 mA 7.5 15 mV IL = 10 mA 70 100 mV 200 mV −40°C < TA < +125°C Output Current IOUT Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = 1 Power Supply Rejection Ratio PSRR VS = 2.7 V to 5.5 V Supply Current per Amplifier ISY VO = 0 V ±150 mA 3 Ω POWER SUPPLY 70 90 1.7 −40°C < TA < +125°C dB 2 mA 2.5 mA DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate SR RL = 2 kΩ 12 V/µs Settling Time tS To 0.01% <0.5 µs Gain Bandwidth Product GBP 24 MHz Phase Margin Øm 63 Degrees NOISE PERFORMANCE Peak-to-Peak Noise en p-p 0.1 Hz to 10 Hz 2.4 µV Voltage Noise Density en f = 1 kHz 10 nV/√Hz f = 10 kHz 7 nV/√Hz Current Noise Density in f = 1 kHz 0.05 pA/√Hz Channel Separation CS f = 10 kHz −115 dB f = 100 kHz −110 dB Rev. E － 3/17 － AD8615/AD8616/AD8618 特に指定がない限り、VS = 2.7 V、VCM = VS/2、TA = 25°C。 表 2. Parameter INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage, AD8616/AD8618 Symbol Conditions VOS VS = 3.5 V at VCM = 0.5 V and 3.0 V Min Offset Voltage, AD8615 VCM = 0 V to 2.7 V Typ Max Unit 23 65 µV 23 100 µV 80 500 µV 800 µV 1.5 7 µV/°C 3 10 µV/°C 0.2 −40°C < TA < +125°C Offset Voltage Drift, AD8616/AD8618 ∆VOS/∆T −40°C < TA < +125°C Offset Voltage Drift, AD8615 Input Bias Current Input Offset Current IB 1 pA −40°C < TA < +85°C 50 pA −40°C < TA < +125°C 550 pA 0.5 pA −40°C < TA < +85°C 50 pA −40°C < TA < +125°C 250 pA 2.7 V IOS 0.1 Input Voltage Range 0 Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 2.7 V 80 100 dB Large Signal Voltage Gain AVO RL = 2 kΩ, VO = 0.5 V to 2.2 V 55 150 V/mV Input Capacitance CDIFF 2.5 pF CCM 7.8 pF 2.68 V OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High Output Voltage Low VOH VOL IL = 1 mA 2.65 −40°C < TA < +125°C 2.6 IL = 1 mA V 11 −40°C < TA < +125°C Output Current IOUT Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = 1 Power Supply Rejection Ratio PSRR VS = 2.7 V to 5.5 V Supply Current per Amplifier ISY VO = 0 V 25 mV 30 mV ±50 mA 3 Ω 90 dB POWER SUPPLY 70 1.7 −40°C < TA < +125°C 2 mA 2.5 mA DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate SR RL = 2 kΩ 12 V/µs Settling Time tS To 0.01% <0.3 µs Gain Bandwidth Product GBP 23 MHz Phase Margin Øm 42 Degrees NOISE PERFORMANCE Peak-to-Peak Noise en p-p 0.1 Hz to 10 Hz 2.1 µV Voltage Noise Density en f = 1 kHz 10 nV/√Hz f = 10 kHz 7 nV/√Hz Current Noise Density in f = 1 kHz 0.05 pA/√Hz Channel Separation CS f = 10 kHz −115 dB f = 100 kHz −110 dB Rev. E － 4/17 － AD8615/AD8616/AD8618 絶対最大定格 熱抵抗 表 3. Parameter Supply Voltage Rating 6V Input Voltage GND to VS Differential Input Voltage ±3 V Output Short-Circuit Duration to GND Indefinite Storage Temperature Range −65°C to +150°C Operating Temperature Range Lead Temperature (Soldering, 60 sec) −40°C to +125°C 300°C Junction Temperature 150°C θJA はワーストケース条件で規定。すなわち表面実装パ ッケージの場合、デバイスを回路ボードにハンダ付け した状態で θJA を規定。 表 4. Package Type 5-Lead TSOT-23 (UJ) 8-Lead MSOP (RM) 8-Lead SOIC (R) 14-Lead SOIC (R) 14-Lead TSSOP (RU) 上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバ イスに恒久的な損傷を与えることがあります。この規 定はストレス定格の規定のみを目的とするものであり、 この仕様の動作のセクションに記載する規定値以上で のデバイス動作を定めたものではありません。デバイ スを長時間絶対最大定格状態に置くとデバイスの信頼 性に影響を与えます。 Rev. E － 5/17 － θJA 207 210 158 120 180 θJC 61 45 43 36 35 Unit °C/W °C/W °C/W °C/W °C/W ESD の注意 ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイ スです。電荷を帯びたデバイスや回路ボード は、検知されないまま放電することがありま す。本製品は当社独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはいますが、デバイスが 高エネルギーの静電放電を被った場合、損傷 を生じる可能性があります。したがって、性 能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対 する適切な予防措置を講じることをお勧めし ます。 AD8615/AD8616/AD8618 代表的な性能特性 2200 350 300 INPUT BIAS CURRENT (pA) 1800 NUMBER OF AMPLIFIERS VS = ±2.5V VS = 5V TA = 25°C VCM = 0V TO 5V 2000 1600 1400 1200 1000 800 600 250 200 150 100 400 50 –700 –500 –300 –100 100 300 500 700 OFFSET VOLTAGE (µV) 0 04648-006 0 0 25 22 1000 NUMBER OF AMPLIFIERS 100 125 VS = 5V TA = 25°C VS = ±2.5V TA = –40°C TO +125°C VCM = 0V 18 75 図 9.入力バイアス電流の温度特性 図 6.入力オフセット電圧の分布 20 50 TEMPERATURE (-°C) 04648-009 200 100 16 VSY – VOUT (mV) 14 12 10 8 6 10 SOURCE SINK 1 4 0 2 4 6 8 10 12 0.1 0.001 04648-007 0 TCVOS (µV/°C) 500 120 VS = 5V TA = 25°C VS = 5V 300 200 100 0 –100 –200 –300 –400 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 10mA LOAD 80 60 40 20 1mA LOAD 0 –40 04648-008 0 100 –25 –10 5 20 35 50 65 80 TEMPERATURE (°C) 図 8.入力オフセット電圧対コモン・モード電圧 (200 個、プロセス・スキューを含む 5 ウェハー・ロット) 図 11.出力飽和電圧の温度特性 － 6/17 － 95 110 125 04648-011 OUTPUT SATURATION VOLTAGE (mV) INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 400 Rev. E 100 10 図 10.電源レールまで近づく出力電圧対負荷電流 図 7.オフセット電圧ドリフトの分布 –500 1 0.1 ILOAD (mA) 0.01 04648-010 2 AD8615/AD8616/AD8618 100 135 90 20 45 0 0 –20 –45 –40 –90 –60 –135 –80 –180 –100 1M 80 CMRR (dB) 40 PHASE (Degrees) 60 VS = ±2.5V 180 40 20 –225 60M 10M FREQUENCY (Hz) 60 0 04648-012 80 GAIN (dB) 120 225 VS = ±2.5V TA = 25°C Øm = 63° 1k 10k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 15.CMRR の周波数特性 図 12.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 120 5.0 VS = ±2.5V VS = 5.0V VIN = 4.9V p-p TA = 25°C RL = 2kΩ AV = 1 4.5 4.0 OUTPUT SWING (V p-p) 100k 04648-015 100 3.5 100 80 PSRR (dB) 3.0 2.5 2.0 60 40 1.5 1.0 20 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 04648-013 1k 1k 10k SMALL-SIGNAL OVERSHOOT (%) 70 60 50 40 30 AV = 100 20 AV = 1 AV = 10 10 10k VS = 5V RL = ∞ TA = 25°C AV = 1 45 100k 40 35 30 25 20 15 –OS 10 +OS 5 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 04648-014 OUTPUT IMPEDANCE (Ω) 1000 50 VS = ±2.5V 80 0 10 100 CAPACITANCE (pF) 図 17.小信号オーバーシュート対負荷容量 図 14.出力インピーダンスの周波数特性 Rev. E 10M 図 16.PSRR の周波数特性 100 0 1k 1M FREQUENCY (Hz) 図 13.クローズド・ループ出力電圧振幅の周波数特性 90 100k 04648-016 0 0 04648-017 0.5 － 7/17 － AD8615/AD8616/AD8618 2.4 VS = 5V RL = 10kΩ CL = 200pF AV = 1 2.0 VS = 2.7V 1.8 VS = 5V 1.6 VOLTAGE (50mV/DIV) SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (mA) 2.2 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 TEMPERATURE (°C) TIME (1µs/DIV) 図 21.小信号過渡応答 図 18.電源電流の温度特性 VS = 5V RL = 10kΩ CL = 200pF AV = 1 1800 VOLTAGE (500mV/DIV) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 SUPPLY VOLTAGE (V) TIME (1s/DIV) 図 22.大信号過渡応答 図 19.アンプあたりの電源電流対電源電圧 0.1 1k VS = ±2.5V VS = ±1.35V VS = ±2.5V VIN = 0.5V rms AV = 1 BW = 22kHz RL = 100kΩ 0.01 THD+N (%) 100 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 0.0001 04648-020 10 20 100 1k FREQUENCY (Hz) 図 23.THD + N の周波数特性 図 20.電圧ノイズ密度の周波数特性 － 8/17 － 20k 04648-023 0.001 10 1 Rev. E 04648-022 200 04648-019 SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER (µA) 2000 VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/ Hz 0.5) 04648-021 0 –40 04648-018 0.2 AD8615/AD8616/AD8618 500 VS = ±2.5V VIN = 2V p-p AV = 10 VS = 2.7V TA = 25°C VOLTAGE (2V/DIV) INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 400 300 200 100 0 –100 –200 –300 –400 TIME (200ns/DIV) 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 図 24.セトリング・タイム 04648-027 04648-024 –500 図 27.入力オフセット電圧対コモン・モード電圧 (200 個、プロセス・スキューを含む 5 ウェハー・ロット) 500 VS = 2.7V VS = 3.5V TA = 25°C VOLTAGE (1µV/DIV) INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 400 300 200 100 0 –100 –200 –300 04648-025 –500 TIME (1s/DIV) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 図 28.入力オフセット電圧対コモン・モード電圧 (200 個、プロセス・スキューを含む 5 ウェハー・ロット) 1400 1000 VS = 2.7V TA = 25°C VCM = 0V TO 2.7V VS = ±1.35V TA = 25°C 100 1000 VSY – VOUT (mV) NUMBER OF AMPLIFIERS 0.5 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 図 25.0.1 Hz～10 Hz での入力電圧ノイズ 1200 0 04648-028 –400 800 600 10 SOURCE 400 SINK 1 –700 –500 –300 –100 100 300 500 OFFSET VOLTAGE (µV) 700 図 26.入力オフセット電圧の分布 Rev. E 0.1 0.001 0.01 0.1 ILOAD (mA) 1 図 29.電源レールまで近づく出力電圧対負荷電流 － 9/17 － 10 04648-029 0 04648-026 200 AD8615/AD8616/AD8618 18 SMALL SIGNAL OVERSHOOT (%) 14 12 10 VOL @ 1mA LOAD 8 6 4 2 30 25 –OS 20 20 35 50 65 80 100 95 110 125 15 10 10 VS = 2.7V RL = 10kΩ CL = 200pF AV = 1 20 45 0 0 –20 –45 –40 –90 –60 –135 –80 –180 PHASE (Degrees) 90 –225 60M 04648-031 40 VOLTAGE (50mV/DIV) 135 10M FREQUENCY (Hz) TIME (1µs/DIV) 図 34.小信号過渡応答 図 31.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 2.7 1.8 VOLTAGE (500mV/DIV) OUTPUT SWING (V p-p) VS = 2.7V RL = 10kΩ CL = 200pF AV = 1 VS = 2.7V VIN = 2.6V p-p TA = 25°C RL = 2kΩ AV = 1 2.1 1000 図 33.小信号オーバーシュート対負荷容量 180 –100 1M 100 CAPACITANCE (pF) 225 VS = ±1.35V TA = 25°C Øm = 42° 2.4 +OS 04648-033 5 04648-030 –10 図 30.出力飽和電圧の温度特性 GAIN (dB) 35 0 –25 TEMPERATURE (°C) 60 40 5 0 –40 80 VS = ±1.35V RL = ∞ TA = 25°C AV = 1 45 VOH @ 1mA LOAD 04648-034 OUTPUT SATURATION VOLTAGE (mV) 16 50 VS = 2.7V 1.5 1.2 0.9 0.6 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 32.クローズド・ループ出力電圧振幅の周波数特性 Rev. E TIME (1µs/DIV) 図 35.大信号過渡応答 － 10/17 － 04648-035 0 04648-032 0.3 AD8615/AD8616/AD8618 アプリケーション情報 入力過電圧保護機能 AD8615/AD8616/AD8618 は、電源電圧を超える電圧を入 力に加えることを可能にする保護回路を内蔵しています。 ただし、いずれのアンプ入力にも電源電圧より 1.5 V 以上高い電圧を加えないことが推奨されます。これよ り高い入力電圧を加える場合には、直列抵抗を使用し て入力に流入する電流を制限する必要があります。 補償を行うと、オーバーシュートとリンギングが小さ くなるため、AD8615/AD8616/ AD8618 の周波数応答が 向上します。補償のシンプルな方法の 1 つは、シンプル な RC ネットワークで構成されるスナバを使うことです。 この回路を使用すると、出力振幅が維持され、すべての ゲインでアンプが安定します。 図 38 に、オーバーシュートを 30%以上削減し、不安定 性の原因になるリンギングを解消するスナバ回路を示 します。スナバを使っても、大きな容量負荷による帯 域幅の損失を取り戻すことはできません。 入力電流は 5 mA 以下に制限する必要があります。入 力バイアス電流を非常に小さくすると、使用する抵抗 を大きくすることができるので、入力に加える電圧を 大きくすることができます。これらの抵抗を使用する と、熱ノイズが増えるため、アンプ全体の出力電圧ノ イズに影響を与えます。 出力位相の反転 AD8615/AD8616/AD8618 は位相反転に対する耐性を持 っていますが、この現象はアンプ入力に加えられた電 圧が最大入力コモン・モードを超えたときに発生しま す。 位相反転が発生すると、デバイスに永久的な損傷を与 えたり、帰還ループを持つシステムでロックアップが 発生してしまうことがあります。 TIME (2µs/DIV) 図 37.大きな容量負荷の駆動、補償なし VS = ±2.5V VIN = 6V p-p AV = 1 RL = 10kΩ VEE – – VOUT VIN 200mV V– V+ 200Ω VCC 500pF 500pF 04648-038 + 図 36.位相反転なし 容量負荷の駆動 AD8615/AD8616/AD8618 は最大 500 pF の容量負荷を発 振なしで駆動できますが、100 kHz を超える周波数で動 作すると、大きなオーバーシュートが発生します。特 にアンプが正のユニティ・ゲインに設定されたとき(最 悪ケース)、これが発生します。このような大きな容量 負荷が必要な場合は、外部で補償を行うことが推奨さ れます。 VS = ±2.5V AV = 1 RS = 200Ω CS = 500pF CL = 500pF TIME (10µs/DIV) 図 39.大きな容量負荷の駆動、スナバ回路使用 Rev. E － 11/17 － 04648-039 TIME (2ms/DIV) VOLTAGE (100mV/DIV) 図 38.スナバ回路 04648-036 VOLTAGE (2V/DIV) 04648-037 たとえば、10 kΩ 抵抗は 13 nV/√Hz 以下の熱ノイズを持 ち、室温での誤差電圧は 10 nV 以下になります。 VOLTAGE (100mV/DIV) VS = ±2.5V AV = 1 CL = 500pF AD8615/AD8616/AD8618 5V 過負荷回復時間 VS = ±2.5V RL = 10kΩ AV = 100 VIN = 50mV +2.5V 0.1µF 0.1µF SERIAL INTERFACE VDD REFF REFS 1/2 AD8616 CS DIN SCLK AD5542 VOUT UNIPOLAR OUTPUT LDAC DGND AGND 図 42.DAC 出力のバッファ 低ノイズ・アプリケーション AD8618 は一般に 1 kHz で 8 nV/√Hz 以下の電圧ノイズ密 度を持っていますが、さらに削減することもできます。 シンプルな方法は、アンプを並列に接続する方法です (図 43 参照)。出力での合計ノイズが、アンプ数の平方 根で除算されます。このケースでは、室温での合計ノ イズが約 4 nV/√Hz になります。100 Ω の抵抗が電流を 制限し、実効出力抵抗が 50 Ω になります。 0V 0V 3 VIN –50mV V+ 04648-040 R1 TIME (1µs/DIV) 10µF + 04648-042 過負荷回復は、アンプ出力が飽和状態から線形領域に 回復するために要する時間を意味します。この過負荷 回復時間は、大きな過渡電圧が存在する中で小さい信 号を増幅する必要があるアンプを持つアプリケーショ ンで特に重要になります。図 40 と図 41 に、AD8616 の 正側と負側の過負荷回復時間を示します。両ケースと も、AD8616 が飽和から抜け出すまでの時間は 1 µs 以下 です。さらに、正側と負側の回復時間の対称性も、出 力信号の歪みなしで、信号を整流するために重要です。 2.5V 2 1 V– R3 100Ω 10Ω R2 図 40.正側過負荷回復 1kΩ 3 V+ VS = ±2.5V RL = 10kΩ AV = 100 VIN = 50mV R4 2 1 V– R6 100Ω 10Ω R5 –2.5V 0V VOUT 1kΩ 3 0V V+ R7 2 1 V– R9 100Ω 10Ω R8 1kΩ +50mV V+ R10 図 41.負側過負荷回復 V– R12 100Ω 10Ω R11 D/A 変換 1kΩ AD8616 は、高分解能 DAC の出力に使うことができま す。このデバイスは、低いオフセット電圧、高速なス ルーレート、高速なセトリング・タイムを持つため、 電圧出力または電流出力の DAC のバッファに適してい ます。 図 42 に、AD5542 出力に AD8616 を使用した例を示し ます。AD8616 のレール to レール出力と低歪みは、デ ータ・アクイジション・システムや自動テスト装置で 必要とされる高精度の維持に役立ちます。 Rev. E 2 1 － 12/17 － 図 43.ノイズの削減 04648-043 TIME (1µs/DIV) 04648-041 3 AD8615/AD8616/AD8618 10 高速フォトダイオードのプリアンプ AD8615/AD8616/AD8618 は I/V 変換に対する優れた選 択肢です。これらのデバイスは、非常に小さい入力バ イアス、低電流ノイズ、広いユニティ・ゲイン帯域幅 を持っているため、特に高速フォトダイオード・プリ アンプに適しています。 合計入力容量 C1 は、ダイオード容量とオペアンプ入力 容量の和になります。これにより、位相マージン低下 の原因となる帰還に極が発生するため、オペアンプは 不安定になります。この極を補償するために帰還内に コンデンサを使う必要があります。 最大信号帯域幅を得るためには、次のように選択しま す。 C2 R2 –2.5V V– CIN アクティブ・フィルタ AD8616 は低入力バイアス電流と広いユニティ・ゲイン 帯域幅を持っているため、高精度フィルタ・デザイン に対する優れた選択肢になっています。 図 45 に、2 次ローパス・フィルタの構成を示します。 このバタワースの応答は、コーナー周波数が 100 kHz で、 位相シフトが 90°です。周波数応答を図 46 に示します。 2nF VEE 1nF V+ VCC 図 45.2 次ローパス・フィルタ Rev. E 1M FREQUENCY (Hz) 消費電力 1.0 SOIC MSOP 0.5 0 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 120 140 これらの熱抵抗カーブは、各パッケージと 150°C の最 大ジャンクション温度に対する AD8616 の熱抵抗デー タから求めたものです。 04648-045 VIN 100k 図 47.最大消費電力対周囲温度 V– 1.1kΩ 10k 04648-044 図 44.高速フォトダイオードのプリアンプ 1.1kΩ 1k 1.5 +2.5V –VBIAS 100 図 46.2 次バタワース・ローパス・フィルタの周波数応答 V+ + 10 04648-047 – CD 1 すべてのアプリケーションで、AD8615/AD8616/ AD8618 の絶対最大ジャンクション温度は 150°C です。 この値を超えると、デバイスは早期に故障してしまう 可能性が生じます。集積回路の消費電力の正確な測定 は、常に簡単ではありません。図 47 は、安全な出力電 流駆動レベルの設定または AD8616 に使用可能なパッ ケージ・オプションに対するヒート・シンクの選択の 際に役立ちます。 ここで、fU はアンプのユニティ・ゲイン帯域幅です。 RSH –40 0.1 AD8615/AD8616/AD8618 は最大 150 mA の負荷電流を供 給できますが、有効出力、負荷電流、駆動能力はデバ イスのパッケージに許容される最大消費電力に制限さ れます。 C1 2R 2 f U ID –20 –30 POWER DISSIPATION (W) C2 –10 04648-046 高速フォトダイオード・アプリケーションでは、ダイオ ードが光伝導モード(逆バイアス)で動作します。これに より接合容量が小さくなりますが、ダイオードを流れ る暗電流は大きくなります。 GAIN (dB) 0 － 13/17 － AD8615/AD8616/AD8618 すべてのアプリケーションで、AD8615/AD8616/ AD8618 の内部ジャンクション温度を計算するときは、 次式を使うことができます。 TJ = PDISS × θJA + TA ここで、 TJ =ジャンクション温度 PDISS =消費電力 θJA =パッケージの熱抵抗、ジャンクション―ケース間 TA =回路の周囲温度 ジャンクション温度を計算する 2 つの式は次のように なります。 TJ = TA + P θJA AD8615/AD8616/ AD8618 の消費電力を計算するときは、 次式を使います。 PDISS = ILOAD × (VS – VOUT) ここで、 ILOAD =出力負荷電流 VS =電源電圧 VOUT =出力電圧 ここで、 TJ =ジャンクション温度 TA =周囲温度 θJA =ジャンクション―周囲間熱抵抗 TJ = TC + P θJC ここで、 TC はケース温度。 θJA と θJC はデータシート記載の値です。 消費電力 P を計算する 2 つの式は次のようになります。 TA + P θJA = TC + P θJC P = (TA − TC)/(θJC − θJA) 括弧内の値は、出力トランジスタで発生する最大電圧 です。 変動する負荷または未知の負荷での消費電力の 計算 デバイスが安全な範囲で動作しているか否かを見極め るための集積回路の消費電力の計算は、見掛けほど簡 単ではありません。多くの場合、消費電力を直接測定 できません。これは、不規則な出力波形または負荷変動 が原因になっています。消費電力の間接的な測定方法が 必要になります。 集積回路の消費電力の計算には 2 つの方法があります。 1 つ目は、パッケージ温度とボード温度を測定する方法 です。2 つ目は、回路の電源電流を直接測定する方法 です。 Rev. E 周囲温度とケース温度の測定から消費電力を計算す る方法 － 14/17 － 消費電力を求めた後、ジャンクション温度を再計算し て、温度を超えていないことを確認する必要がありま す。 温度は、パッケージに触れずに近くで直接測定する必 要があります。パッケージの測定は困難なことがあり ます。非常に小型のバイメタル接点をパッケージに装 着するか、あるいはスポット・サイズが小さい場合に は赤外線検出デバイスを使うことができます。 電源電流の測定から消費電力を計算する方法 電源電圧と電源電流が既知の場合は、消費電力を直接 計算することができますが、電源電流には DC 成分と 容量負荷に流れるパルスが存在することがあり、この ために rms 電流の計算が非常に困難になります。この困 難は、電源ピンを持ち上げて rms 電流計を回路に接続 することにより解決されます。この方法が機能するた めには、測定しようとしている電源ピンから電流が供 給されていることを確認する必要があります。これは 単電源システムでは良い方法ですが、両電源システムの 場合には、両電源のモニターが必要になります。 AD8615/AD8616/AD8618 外形寸法 2.90 BSC 5 4 2.80 BSC 1.60 BSC 1 2 3 0.95 BSC 1.90 BSC *1.00 MAX 0.10 MAX 0.50 0.30 0.20 0.08 8° 4° 0° SEATING PLANE 0.60 0.45 0.30 091508-A *0.90 MAX 0.70 NOM *COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-193-AB WITH THE EXCEPTION OF PACKAGE HEIGHT AND THICKNESS. 図 48.5 ピン薄型スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[TSOT] (UJ-5) 寸法: mm 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 1 5 5.15 4.90 4.65 4 PIN 1 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 0.15 0.00 1.10 MAX 0.38 0.22 COPLANARITY 0.10 0.23 0.08 8° 0° 0.80 0.60 0.40 SEATING PLANE COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 図 49.8 ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP] (RM-8) 寸法: mm Rev. E － 15/17 － AD8615/AD8616/AD8618 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890) 4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497) 8 5 1 4 6.20 (0.2441) 5.80 (0.2284) 1.27 (0.0500) BSC 1.75 (0.0688) 1.35 (0.0532) 0.25 (0.0098) 0.10 (0.0040) 0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122) COPLANARITY 0.10 SEATING PLANE 0.50 (0.0196) 0.25 (0.0099) 45° 8° 0° 0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067) 1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157) 012407-A COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN. 図 50.8 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N] ナロー・ボディ(R-8) 寸法: mm (インチ) 8.75 (0.3445) 8.55 (0.3366) 4.00 (0.1575) 3.80 (0.1496) 8 14 1 7 6.20 (0.2441) 5.80 (0.2283) 1.27 (0.0500) BSC 0.25 (0.0098) 0.10 (0.0039) COPLANARITY 0.10 0.50 (0.0197) 0.25 (0.0098) 1.75 (0.0689) 1.35 (0.0531) SEATING PLANE 0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122) 45° 8° 0° 0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067) 1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157) 060606-A COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AB CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN. 図 51.14 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N] ナロー・ボディ(R-14) 寸法: mm (インチ) 5.10 5.00 4.90 14 8 4.50 4.40 4.30 6.40 BSC 1 7 PIN 1 0.65 BSC 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 1.20 MAX 0.30 0.19 0.20 0.09 SEATING PLANE 8° 0° COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1 0.75 0.60 0.45 061908-A 1.05 1.00 0.80 図 52.14 ピン薄型シュリンク・スモール・アウトライン・パッケージ[TSSOP] (RU-14) 寸法: mm Rev. E － 16/17 － AD8615/AD8616/AD8618 Model AD8615AUJZ-R21 AD8615AUJZ-REEL1 AD8615AUJZ-REEL71 AD8616ARM-R2 AD8616ARM-REEL AD8616ARMZ1 AD8616ARMZ-R21 AD8616ARMZ-REEL1 AD8616AR Temperature Range –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C –40°C to +125°C Package Description 5-Lead TSOT-23 5-Lead TSOT-23 5-Lead TSOT-23 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP 8-Lead SOIC_N Package Option UJ-5 UJ-5 UJ-5 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 R-8 AD8616AR-REEL –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 AD8616AR-REEL7 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 AD8616ARZ1 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 AD8616ARZ-REEL1 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 AD8616ARZ-REEL71 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 AD8618AR –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14 AD8618AR-REEL –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14 AD8618AR-REEL7 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14 AD8618ARZ1 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14 AD8618ARZ-REEL1 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14 AD8618ARZ-REEL71 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14 AD8618ARU –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14 AD8618ARU-REEL –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14 AD8618ARUZ1 –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14 AD8618ARUZ-REEL1 –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14 1 Z = RoHS 準拠製品。 Rev. E － 17/17 － Branding BKA BKA BKA BLA BLA A0K A0K A0K D04648-0-9/08(E)-J オーダー・ガイド