日本語参考資料 最新英語データシートはこちら 18 V、高精度、725 µA、4 MHz CMOS RRIOオペアンプ ADA4661-2 データシート 高電圧 (18 V)で低消費電力: 最大 725 μA 低オフセット電圧 VSY/2 で最大 150 µV 全同相モード範囲で最大 300 µV 低入力バイアス電流: 15 pA 最大 ゲイン帯域幅積: AV =100 で 4 MHz (typ) ユニティ・ゲイン・クロスオーバー: 4 MHz (typ) −3 dB クローズ・ループ帯域幅: 2.1 MHz (typ) 単電源動作: 3 V～18 V 両電源動作: ±1.5 V～±9 V ユニティ・ゲイン安定 OUT A 1 8 V+ –IN A 2 ADA4661-2 7 OUT B +IN A 3 TOP VIEW (Not to Scale) 6 –IN B 5 +IN B V– 4 11366-001 ピン接続図 特長 図 1.8 ピン MSOP OUT A 1 +IN A 3 8 V+ ADA4661-2 TOP VIEW (Not to Scale) V– 4 7 OUT B 6 –IN B 5 +IN B NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO V– OR LEAVE IT UNCONNECTED. アプリケーション 電流シャント・モニタ アクティブ・フィルタ 携帯型医用機器 バッファ/レベル・シフト 高インピーダンス・センサーのインターフェース バッテリ駆動の計装機器 11366-002 –IN A 2 図 2.8 ピン LFCSP 250 VSY = 18V 200 150 ADA4661-2 は、低消費電力、広帯域、広い動作電源電圧範囲の アプリケーションに対して最適化された、レール to レール入力/ 出力の高精度デュアル・アンプです。 ADA4661-2 の性能は、3.0 V、10 V、18 V の電源に対して保証さ れています。このデバイスは、3.3 V、5 V、10 V、12 V、15 V の 単電源と±2.5 V、±3.3 V、±5 V の両電源を使うアプリケーショ ンに対する優れた選択肢になっています。このデバイスは、低 オフセット電圧を実現する、アナログ・デバイセズの特許取得 済み DigiTrim®トリミング技術を採用しています。さらに、 ADA4661-2 の独自のデザイン・アーキテクチャにより、−VSY + 1.5 V～+VSY − 1.5 V の同相モード電圧範囲で動作する場合、優 れた電源除去比、同相モード除去比、オフセット電圧が可能に なっています。 ADA4661-2 は−40°C～+125°C の拡張工業用温度範囲の動作仕様 で、8 ピン MSOP パッケージまたは 8 ピン LFCSP (3 mm × 3 mm) パッケージを採用しています。 50 0 –50 –100 –150 –200 –250 0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0 16.5 18.0 VCM (V) 11366-011 概要 VOS (μV) 100 図 3.同相モード電圧対入力オフセット電圧 表 1.高精度低消費電力オペアンプ (1 mA 以下) Supply Voltage Single 5V ADA4505-1 AD8500 12 V to 16 V OP196 30 V OP777 Dual ADA4505-2 AD8502 AD8506 AD8657 OP296 ADA4661-2 ADA4666-2 ADA4096-2 OP727 AD8682 AD8622 Quad ADA4505-4 AD8504 AD8508 AD8659 OP496 ADA4096-4 OP747 AD8684 AD8624 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、それぞれの所有 者の財産です。※日本語版資料は 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。 Rev. 0 ©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 本 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 ADA4661-2 データシート 目次 特長 ...................................................................................................... 1 入力ステージ................................................................................ 22 アプリケーション .............................................................................. 1 ゲイン・ステージ ........................................................................ 23 概要 ...................................................................................................... 1 出力ステージ................................................................................ 23 ピン接続図 .......................................................................................... 1 最大消費電力................................................................................ 23 改訂履歴 .............................................................................................. 2 レール to レールの入力と出力 ................................................... 23 仕様 ...................................................................................................... 3 コンパレータ動作 ........................................................................ 24 電気的特性—18 V 動作 ................................................................. 3 EMI 除去比 ................................................................................... 25 電気的特性—10 V 動作 ................................................................. 5 電流シャント・モニタ ................................................................ 25 電気的特性—3.0 V 動作 ................................................................ 7 アクティブ・フィルタ ................................................................ 25 絶対最大定格 ...................................................................................... 9 容量負荷の駆動............................................................................ 26 熱抵抗.............................................................................................. 9 高インピーダンス・ソースでのノイズ考慮事項..................... 28 ESD の注意 ..................................................................................... 9 外形寸法............................................................................................ 29 ピン配置およびピン機能説明 ........................................................ 10 オーダー・ガイド ........................................................................ 29 代表的な性能特性 ............................................................................ 11 アプリケーション情報 .................................................................... 22 改訂履歴 7/13—Revision 0: Initial Version Rev. 0 － 2/29 － ADA4661-2 データシート 仕様 電気的特性—18 V 動作 特に指定がない限り、VSY = 18 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。 表 2. Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit 30 INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage VOS Offset Voltage Drift ΔVOS/ΔT Input Bias Current IB Input Offset Current 150 µV VCM = 1.5 V to 16.5 V 150 µV VCM = 1.5 V to 16.5 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C 500 µV VCM = 0 V to 18 V 300 µV VCM = 0 V to 18 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C 600 µV 0.6 3.1 μV/°C 0.5 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 15 pA −40°C ≤ TA ≤ +85°C 100 pA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 900 pA 11 pA 30 pA 300 pA 18 V IOS −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio Large Signal Voltage Gain 0 CMRR AVO VCM = 1.5 V to 16.5 V 115 VCM = 1.5 V to 16.5 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C 110 VCM = 0 V to 18 V 100 VCM = 0 V to 18 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C 91 RL = 100 kΩ, VOUT = 0.5 V to 17.5 V 120 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 120 135 dB dB 118 dB dB 147 dB dB Input Resistance Differential Mode RINDM >10 GΩ Common Mode RINCM >10 GΩ Differential Mode CINDM 8.5 pF Common Mode CINCM 3 pF 17.97 V Input Capacitance OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High Output Voltage Low VOH VOL RL = 10 kΩ to VCM 17.95 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 17.94 RL = 1 kΩ to VCM 17.6 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 17.58 RL = 10 kΩ to VCM V 17.79 V 14 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ to VCM V 120 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 25 mV 40 mV 200 mV 300 mV Continuous Output Current IOUT Dropout voltage = 1 V 40 mA Short-Circuit Current ISC Pulse width = 10 ms; refer to the Maximum Power Dissipation section ±220 mA Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 100 kHz, AV = 1 0.2 Ω Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 3.0 V to 18 V 120 145 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 120 Supply Current per Amplifier ISY POWER SUPPLY IOUT = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C Rev. 0 dB 630 － 3/29 － 725 µA 975 µA ADA4661-2 データシート Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit Slew Rate SR RS = 1 kΩ, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 1 2 V/µs Gain Bandwidth Product GBP VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 100 4 MHz Unity-Gain Crossover UGC VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AVO = 1 4 MHz −3 dB Closed-Loop Bandwidth f−3 dB VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 1 2.1 MHz Phase Margin ΦM VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AVO = 1 60 Degrees Settling Time to 0.1% Channel Separation EMI Rejection Ratio of +IN x f = 400 MHz f = 900 MHz f = 1800 MHz f = 2400 MHz tS CS EMIRR VIN = 1 V step, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF VIN = 17.9 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ VIN = 100 mV peak (200 mV p-p) 1.3 80 µs dB 34 42 50 60 dB dB dB dB 0.0004 0.0008 3 18 14 360 % % µV p-p nV/√Hz nV/√Hz fA/√Hz DYNAMIC PERFORMANCE NOISE PERFORMANCE Total Harmonic Distortion Plus Noise Bandwidth = 80 kHz Bandwidth = 500 kHz Peak-to-Peak Noise Voltage Noise Density Current Noise Density Rev. 0 THD + N en p-p en in AV = 1, VIN = 5.4 V rms at 1 kHz f = 0.1 Hz to 10 Hz f = 1 kHz f = 10 kHz f = 1 kHz － 4/29 － ADA4661-2 データシート 電気的特性—10 V 動作 特に指定がない限り、VSY = 10 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。 表 3. Parameter Symbol INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage VOS Offset Voltage Drift Input Bias Current ΔVOS/ΔT IB Test Conditions/Comments Min VCM = 1.5 V to 8.5 V VCM = 1.5 V to 8.5 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C VCM = 0 V to 10 V VCM = 0 V to 10 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Typ Max Unit 30 150 150 450 300 600 3.1 15 80 750 11 30 270 10 µV µV µV µV µV μV/°C pA pA pA pA pA pA V dB dB dB dB dB dB 0.6 0.25 −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Offset Current IOS −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio Large Signal Voltage Gain Input Resistance Differential Mode Common Mode Input Capacitance Differential Mode Common Mode OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High Output Voltage Low CMRR AVO 0 115 115 95 86 120 120 140 114 145 RINDM RINCM >10 >10 GΩ GΩ CINDM CINCM 8.5 3 pF pF 9.98 40 ±220 V V V V mV mV mV mV mA mA 0.2 Ω 145 dB dB µA µA VOH VOL Continuous Output Current Short-Circuit Current IOUT ISC Closed-Loop Output Impedance ZOUT POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio PSRR Supply Current per Amplifier ISY DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate Gain Bandwidth Product Unity-Gain Crossover −3 dB Closed-Loop Bandwidth Phase Margin Settling Time to 0.1% Channel Separation SR GBP UGC f−3 dB ΦM tS CS Rev. 0 VCM = 1.5 V to 8.5 V VCM = 1.5 V to 8.5 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C VCM = 0 V to 10 V VCM = 0 V to 10 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ, VOUT = 0.5 V to 9.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C Dropout voltage = 1 V Pulse width = 10 ms; refer to the Maximum Power Dissipation section f = 100 kHz, AV = 1 9.96 9.96 9.7 9.7 VSY = 3.0 V to 18 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IOUT = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 120 120 RS = 1 kΩ, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 1 VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 100 VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AVO = 1 VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 1 VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AVO = 1 VIN = 1 V step, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF VIN = 9.9 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ － 5/29 － 9.88 10 77 620 1.8 4 4 2.1 60 1.3 85 15 30 110 200 725 975 V/µs MHz MHz MHz Degrees µs dB ADA4661-2 データシート Parameter Symbol Test Conditions/Comments EMI Rejection Ratio of +IN x f = 400 MHz f = 900 MHz f = 1800 MHz f = 2400 MHz NOISE PERFORMANCE Total Harmonic Distortion Plus Noise Bandwidth = 80 kHz Bandwidth = 500 kHz Peak-to-Peak Noise Voltage Noise Density EMIRR VIN = 100 mV peak (200 mV p-p) Current Noise Density in Rev. 0 THD + N en p-p en Min Typ Max Unit 34 42 50 60 dB dB dB dB 0.0004 0.0008 3 18 14 360 % % µV p-p nV/√Hz nV/√Hz fA/√Hz AV = 1, VIN = 2.2 V rms at 1 kHz f = 0.1 Hz to 10 Hz f = 1 kHz f = 10 kHz f = 1 kHz － 6/29 － ADA4661-2 データシート 電気的特性—3.0 V 動作 特に指定がない限り、VSY = 3.0 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。 表 4. Parameter INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage Offset Voltage Drift Input Bias Current Symbol Test Conditions/Comments Min VOS ΔVOS/ΔT IB VCM = VSY/2; −40°C ≤ TA ≤ +125°C VCM = 0 V to 3.0 V VCM = 0 V to 3.0 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Typ Max Unit 30 150 450 300 600 3.1 8 45 650 11 30 270 3 µV µV µV µV μV/°C pA pA pA pA pA pA V dB dB dB dB 0.6 0.15 −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Offset Current IOS −40°C ≤ TA ≤ +85°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio CMRR Large Signal Voltage Gain AVO Input Resistance Differential Mode Common Mode Input Capacitance Differential Mode Common Mode VCM = 0 V to 3.0 V VCM = 0 V to 3.0 V; −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 100 kΩ, VOUT = 0.5 V to 2.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0 85 75 105 105 100 130 RINDM RINCM >10 >10 GΩ GΩ CINDM CINCM 8.5 3 pF pF 2.99 V OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High Output Voltage Low VOH VOL RL = 10 kΩ to VCM 2.98 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 2.98 RL = 1 kΩ to VCM 2.9 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 2.9 RL = 10 kΩ to VCM V 2.96 V 4 −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 1 kΩ to VCM V 25 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 8 mV 15 mV 40 mV 65 mV Continuous Output Current IOUT Dropout voltage = 1 V 30 mA Short-Circuit Current ISC Pulse width = 10 ms; refer to the Maximum Power Dissipation section ±220 mA Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 100 kHz, AV = 1 0.2 Ω Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 3.0 V to 18 V 120 145 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 120 Supply Current per Amplifier ISY POWER SUPPLY IOUT = 0 mA dB 615 −40°C ≤ TA ≤ +125°C 725 µA 975 µA DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate SR RS = 1 kΩ, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 1 1.7 V/µs Gain Bandwidth Product GBP VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 100 4 MHz Unity-Gain Crossover UGC VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AVO = 1 4 MHz −3 dB Closed-Loop Bandwidth f−3 dB VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AV = 1 1.7 MHz Phase Margin ΦM VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF, AVO = 1 60 Degrees Settling Time to 0.1% tS VIN = 1 V step, RL = 10 kΩ, CL = 10 pF 1.3 µs Channel Separation CS VIN = 2.9 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ 90 dB Rev. 0 － 7/29 － ADA4661-2 データシート Parameter EMI Rejection Ratio of +IN x f = 400 MHz f = 900 MHz f = 1800 MHz f = 2400 MHz NOISE PERFORMANCE Total Harmonic Distortion Plus Noise Bandwidth = 80 kHz Bandwidth = 500 kHz Peak-to-Peak Noise Voltage Noise Density Current Noise Density Rev. 0 Symbol EMIRR THD + N en p-p en in Test Conditions/Comments VIN = 100 mV peak (200 mV p-p) Min Typ Max Unit 34 42 50 60 dB dB dB dB 0.002 0.003 3 18 14 360 % % µV p-p nV/√Hz nV/√Hz fA/√Hz AV = 1, VIN = 0.44 V rms at 1 kHz f = 0.1 Hz to 10 Hz f = 1 kHz f = 10 kHz f = 1 kHz － 8/29 － ADA4661-2 データシート 絶対最大定格 表 5. 熱抵抗 Parameter Rating Supply Voltage Input Voltage Input Current1 Differential Input Voltage Output Short-Circuit Duration to GND Temperature Range Storage Operating Junction Lead Temperature (Soldering, 60 sec) ESD Human Body Model2 Machine Model3 Field-Induced Charged-Device Model (FICDM)4 20.5 V (V−) − 300 mV to (V+) + 300 mV ±10 mA Limited by maximum input current Refer to the Maximum Power Dissipation section 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、デバイスを標準 4 層 JEDEC 回路ボードにハンダ付けし た状態で規定。LFCSP パッケージのエクスポーズド・パッドは ボードにハンダ付けされています。 表 6.熱抵抗 −65°C to +150°C −40°C to +125°C −65°C to +150°C 300°C 1 θJC 45 48.51 Unit °C/W °C/W θJC はパッケージの上面で測定。 ESD の注意 4 kV 400 V 1.25 kV 1 入力ピンでは、電源ピンおよび各ピン間にクランプ・ダイオードが接続され ています。入力信号が電源レールを 0.3 V 以上超えるときは、入力電流を 10 mA 以下に制限する必要があります。 2 適用規格: MIL-STD-883、Method 3015.7。 3 適用規格: JESD22-A115-A (JEDEC の ESD マシン・モデル規格)。 4 適用規格 JESD22-C101C (JEDEC の ESD FICDM 規格)。 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。 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. 0 θJA 142 83.5 Package Type 8-Lead MSOP 8-Lead LFCSP － 9/29 － ADA4661-2 データシート ピン配置およびピン機能説明 OUT A 1 8 V+ –IN A 2 ADA4661-2 7 OUT B +IN A 3 TOP VIEW (Not to Scale) 6 –IN B 5 +IN B V– 4 +IN A 3 V– 4 11366-004 OUT A 1 8 V+ ADA4661-2 TOP VIEW (Not to Scale) 7 OUT B 6 –IN B 5 +IN B NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO V– OR LEAVE IT UNCONNECTED. 11366-005 –IN A 2 図 4.8 ピン MSOP のピン配置 図 5.8 ピン LFCSP のピン配置 表 7.ピン機能の説明 ピン番号1 8-Lead MSOP 8-Lead LFCSP 記号 説明 1 1 OUT A 出力、チャンネル A。 2 2 −IN A 負の入力、チャンネル A。 3 3 +IN A 正の入力、チャンネル A。 4 4 V− 負電源電圧。 5 5 +IN B 正の入力、チャンネル B。 6 6 −IN B 負の入力、チャンネル B。 7 7 OUT B 出力、チャンネル B。 8 8 V+ 正電源電圧 N/A 92 EPAD エクスポーズド・パッド。8 ピン LFCSP パッケージの場合、エクスポーズド・パッドを V-に接 続するか、または未接続のままにしてください。 1 N/A は該当なし。 2 エクスポーズト・パッドは、ピン配置図(図 5) に表示してありません。 Rev. 0 － 10/29 － ADA4661-2 データシート 代表的な性能特性 特に指定のない限り、TA = 25 °C。 90 80 VSY = 3V VCM = VSY/2 600 CHANNELS 70 NUMBER OF AMPLIFIERS 60 50 40 30 20 70 60 50 40 30 140 11366-009 120 80 100 60 40 0 20 –20 18 VSY = 3V VCM = VSY/2 –40°C ≤ TA ≤ +125°C 100 CHANNELS 14 VSY = 18V VCM = VSY/2 –40°C ≤ TA ≤ +125°C 100 CHANNELS 16 NUMBER OF AMPLIFIERS 16 12 10 8 6 4 14 12 10 8 6 4 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 TCVOS (µV/°C) 0 11366-007 0 0 0.2 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 TCVOS (µV/°C) 図 7.入力オフセット電圧ドリフトの分布 図 10.入力オフセット電圧ドリフトの分布 250 250 VSY = 3V 20 CHANNELS 200 0.4 11366-010 2 VSY = 18V 20 CHANNELS 200 150 150 100 100 VOS (μV) 50 0 –50 –100 50 0 –50 –100 –150 –150 –200 –200 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 VCM (V) 3.0 –250 11366-008 –250 0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0 16.5 18.0 VCM (V) 図 8.同相モード電圧対入力オフセット電圧 図 11.同相モード電圧対入力オフセット電圧 － 11/29 － 11366-011 NUMBER OF AMPLIFIERS –40 図 9.入力オフセット電圧の分布 18 VOS (μV) –60 VOS (µV) 図 6.入力オフセット電圧の分布 Rev. 0 –80 –140 140 VOS (µV) 11366-006 120 80 100 60 40 0 20 –20 –40 –60 –80 0 –100 0 –120 10 –140 10 –100 20 –120 NUMBER OF AMPLIFIERS VSY = 18V VCM = VSY/2 600 CHANNELS 80 ADA4661-2 データシート 350 350 VSY = 18V 20 CHANNELS AT –40°C AND +85°C 250 250 150 150 VOS (μV) 50 –50 50 –50 –150 –150 –250 –250 18.0 VCM (V) 図 12.同相モード電圧対入力オフセット電圧 11366-015 VCM (V) –350 16.5 3.0 15.0 2.7 13.5 2.4 12.0 2.1 10.5 1.8 9.0 1.5 7.5 1.2 6.0 0.9 4.5 0.6 3.0 0.3 0 0 11366-012 –350 1.5 VOS (μV) VSY = 3V 20 CHANNELS AT –40°C AND +85°C 図 15.同相モード電圧対入力オフセット電圧 350 VSY = 18V 20 CHANNELS AT –40°C AND +125°C 350 VSY = 3V 20 CHANNELS AT –40°C AND +125°C 250 250 150 VOS (μV) VOS (μV) 150 50 50 –50 –50 –150 –150 –250 –250 図 16.同相モード電圧対入力オフセット電圧 図 13.同相モード電圧対入力オフセット電圧 0 0 VSY = 10V ΔVCM = 400mV VSY = 10V ΔVSY = 400mV –20 SMALL SIGNAL PSRR (dB) –40 –60 –80 –100 –120 –40 PSRR– PSRR+ –60 –80 –100 –120 –140 –160 0 1 2 3 4 5 6 7 8 VCM (V) 9 10 11366-216 –180 –140 0 1 2 3 4 5 6 VCM (V) 7 8 図 17.同相モード電圧対小信号 PSRR 図 14.同相モード電圧対小信号 CMRR － 12/29 － 9 10 11366-168 SMALL SIGNAL CMRR (dB) –20 Rev. 0 18.0 VCM (V) 11366-016 VCM (V) 16.5 3.0 15.0 2.7 13.5 2.4 12.0 2.1 10.5 1.8 9.0 1.5 7.5 1.2 6.0 0.9 4.5 0.6 3.0 0 0.3 11366-013 0 1.5 –350 –350 ADA4661-2 データシート 1000 1000 VSY = 3V VCM = VSY/2 VSY = 18V VCM = VSY/2 100 IB (pA) IB (pA) 100 10 10 |IB–| |IB–| |IB+| |IB+| 1 50 75 100 125 TEMPERATURE (°C) 0.1 25 11366-014 0.1 25 50 図 18.入力バイアス電流の温度特性 1 1 0 0 –1 25°C 85°C 125°C –2 VSY = 18V VCM = VSY/2 2 IB (nA) –1 –2 –3 0 0.5 1.0 1.5 VCM (V) 2.0 2.5 3.0 –4 11366-018 –4 0 図 19.同相モード電圧対入力バイアス電流 OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV) VSY = 3V 1000 100 –40°C +25°C +85°C +125°C 0.01 0.1 1 10 100 6 8 10 VCM (V) 12 14 16 18 LOAD CURRENT (mA) 10000 VSY = 18V 1000 100 10 1 0.001 11366-019 1 0.001 4 図 22.同相モード電圧対入力バイアス電流 10000 10 2 11366-021 –3 25°C 85°C 125°C –40°C +25°C +85°C +125°C 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 図 20.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOH) 図 23.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOH) － 13/29 － 11366-022 IB (nA) 125 3 VSY = 3V VCM = VSY/2 2 OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV) 100 図 21.入力バイアス電流の温度特性 3 Rev. 0 75 TEMPERATURE (°C) 11366-017 1 ADA4661-2 VSY = 3V 1000 –40°C +25°C +85°C +125°C 100 10 1 0.1 0.001 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) VSY = 18V 1000 100 10 1 0.01 0.1 1 10 100 LOAD CURRENT (mA) 図 27.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOL) 3.00 18.00 2.99 OUTPUT VOLTAGE (VOH) (V) 2.97 2.96 RL = 10kΩ 17.95 RL = 10kΩ 2.98 RL = 1kΩ 2.95 17.90 17.85 RL = 1kΩ 17.80 17.75 VSY = 3V 0 25 50 75 100 125 TEMPERATURE (°C) 図 25.出力電圧(VOH)の温度特性 –25 0 25 50 TEMPERATURE (°C) 75 100 125 11366-027 –25 VSY = 18V 17.70 –50 11366-024 2.94 –50 –40°C +25°C +85°C +125°C 0.1 0.001 図 24.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOL) OUTPUT VOLTAGE (VOH) (V) 10000 11366-023 OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV) 10000 11366-020 OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV) データシート 図 28.出力電圧(VOH)の温度特性 50 200 VSY = 3V VSY = 18V RL = 1kΩ 30 20 10 RL = 10kΩ 160 140 RL = 1kΩ 120 100 80 60 40 RL = 10kΩ 0 –50 –25 0 25 50 75 TEMPERATURE (°C) 100 125 11366-025 20 0 –50 0 25 50 75 TEMPERATURE (°C) 図 26.出力電圧(VOL)の温度特性 Rev. 0 –25 図 29.出力電圧(VOL)の温度特性 － 14/29 － 100 125 11366-028 40 OUTPUT VOLTAGE (VOL) (mV) OUTPUT VOLTAGE (VOL) (mV) 180 ADA4661-2 データシート 1000 1000 VSY = 18V 900 900 800 800 ISY PER AMPLIFIER (μA) 700 600 500 400 –40°C +25°C +85°C +125°C 300 200 700 600 500 400 –40°C +25°C +85°C +125°C 300 200 100 100 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 VCM (V) 0 11366-026 0 0 6 9 12 15 18 VCM (V) 図 30.同相モード電圧対電源電流 図 33.同相モード電圧対電源電流 1000 1000 VCM = VSY/2 VCM = VSY/2 900 800 ISY PER AMPLIFIER (µA) 800 ISY PER AMPLIFIER (µA) 3 11366-029 ISY PER AMPLIFIER (μA) VSY = 3V 600 400 –40°C +25°C +85°C +125°C 200 700 600 500 400 VSY = 3V VSY = 10V VSY = 18V 300 200 6 8 10 12 14 16 18 VSY (V) 0 –50 –25 0 25 50 80 135 80 90 60 0 –20 10k 0 OPEN-LOOP GAIN (dB) GAIN 20 PHASE (Degrees) 45 100k 1M –90 10M FREQUENCY (Hz) 135 90 45 GAIN 0 20 –20 10k –45 CL = 0pF CL = 10pF CL = 0pF CL = 10pF 100k 1M –90 10M FREQUENCY (Hz) 図 35.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 図 32.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 Rev. 0 PHASE 40 0 –45 CL = 0pF CL = 10pF CL = 0pF CL = 10pF 11366-033 OPEN-LOOP GAIN (dB) 40 125 VSY = 18V RL = 10kΩ VSY = 3V RL = 10kΩ PHASE 100 図 34.電源電流の温度特性 図 31.電源電圧対電源電流 60 75 TEMPERATURE (°C) PHASE (Degrees) 4 － 15/29 － 11366-036 2 11366-030 0 11366-133 100 0 ADA4661-2 データシート 60 60 VSY = 3V CL = 5pF VSY = 18V CL = 5pF AV = 100 40 AV = 100 40 AV = 10 AV = 10 GAIN (dB) AV = 1 0 –20 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M –40 1k 11366-232 –40 1k 図 36.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性 10k 100 100 ZOUT (Ω) 1k ZOUT (Ω) 1k AV = 100 AV = 10 1 10M VSY = 18V VCM = VSY/2 AV = 100 10 AV = 10 AV = 1 AV = 1 0.1 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 0.01 100 11366-038 0.01 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 40.出力インピーダンスの周波数特性 図 37.出力インピーダンスの周波数特性 120 120 100 100 80 80 CMRR (dB) CMRR (dB) 1M 1 0.1 60 40 60 40 20 20 VSY = 3V VCM = VSY/2 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M VSY = 18V VCM = VSY/2 0 100 1k 11366-039 0 100 10k 100k FREQUENCY (Hz) 図 38.CMRR の周波数特性 Rev. 0 100k FREQUENCY (Hz) 図 39.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性 VSY = 3V VCM = VSY/2 10 10k 11366-041 10k AV = 1 0 11366-235 –20 20 図 41.CMRR の周波数特性 － 16/29 － 1M 10M 11366-042 GAIN (dB) 20 ADA4661-2 データシート 100 VSY = 3V VSY = 18V PSRR+ PSRR– 80 80 60 60 PSRR (dB) 40 PSRR+ PSRR– 40 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 0 1k 11366-040 0 1k 10k 60 60 VSY = 3V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ 50 OS– 30 OVERSHOOT (%) OS+ 20 40 OS– 30 OS+ 20 10 10 10 20 30 40 0 11366-044 0 50 CAPACITANCE (pF) 0 10 20 30 40 11366-047 OVERSHOOT (%) VSY = 18V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ 50 40 50 CAPACITANCE (pF) 図 46.負荷容量対小信号オーバーシュート 図 43.負荷容量対小信号オーバーシュート VSY = ±9V VIN = 17V p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF RS = 1kΩ TIME (5µs/DIV) 11366-045 VOLTAGE (2V/DIV) VOLTAGE (0.5V/DIV) VSY = ±1.5V VIN = 2.5V p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF RS = 1kΩ TIME (5µs/DIV) 図 47.大信号過渡応答 図 44.大信号過渡応答 Rev. 0 10M 1M 図 45.PSRR の周波数特性 図 42.PSRR の周波数特性 0 100k FREQUENCY (Hz) 11366-043 20 20 － 17/29 － 11366-048 PSRR (dB) 100 ADA4661-2 VOLTAGE (20mV/DIV) VOLTAGE (20mV/DIV) データシート TIME (2µs/DIV) TIME (2µs/DIV) 図 51.小信号過渡応答 0 0 15 1.5 1.0 INPUT VOLTAGE (V) VOUT –1 0.5 VSY = ±1.5V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 225mV –1 –2 –0.5 TIME (2µs/DIV) VIN 9 6 –4 –6 3 VSY = ±9V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 1.35V 2 2.0 9 1.0 –0.2 0.5 –0.4 0 –0.6 –0.5 –1.0 VSY = ±1.5V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 225mV VOUT –1.2 TIME (2µs/DIV) 6 0 3 –1 0 –2 –3 –3 –6 VSY = ±9V AV = –10 RL = 10kΩ CL = 10pF VIN = 1.35V VOUT –4 –1.5 –2.0 11366-051 –0.8 1 –5 TIME (2µs/DIV) 図 53.負側過負荷回復 図 50.負側過負荷回復 － 18/29 － –9 –12 11366-054 0 INPUT VOLTAGE (V) 1.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.2 OUTPUT VOLTAGE (V) VIN VIN INPUT VOLTAGE (V) –3 図 52.正側過負荷回復 0.4 Rev. 0 0 TIME (2µs/DIV) 図 49.正側過負荷回復 –1.0 12 VOUT –3 –5 0 11366-050 –1.4 3.0 2.0 –0.8 –1.2 18 2.5 –0.4 –0.6 1 OUTPUT VOLTAGE (V) INPUT VOLTAGE (V) VIN 3.5 11366-053 0.2 OUTPUT VOLTAGE (V) 図 48.小信号過渡応答 –0.2 11366-049 VSY = ±9V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF 11366-046 VSY = ±1.5V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF ADA4661-2 データシート ERROR BAND 11366-052 VSY = ±1.5V VIN = 1V p-p RL = 10kΩ CL = 10pF AV = –1 TIME (400ns/DIV) 図 57.0.1%への正セトリング・タイム VSY = ±9V VIN = 1V p-p RL = 10kΩ CL = 10pF AV = –1 11366-056 VSY = ±1.5V VIN = 1V p-p RL = 10kΩ CL = 10pF AV = –1 OUTPUT ERROR BAND TIME (400ns/DIV) TIME (400ns/DIV) 図 55.0.1%への負セトリング・タイム 図 58.0.1%への負セトリング・タイム 1k 100 10 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 10M VSY = 18V VCM = VSY/2 AV = 1 100 10 1 10 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 図 56.電圧ノイズ密度の周波数特性 図 59.電圧ノイズ密度の周波数特性 － 19/29 － 10M 11366-060 VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz) VSY = 3V VCM = VSY/2 AV = 1 11366-057 VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz) 1k 11366-059 OUTPUT ERROR BAND VOLTAGE (1mV/DIV) VOLTAGE (500mV/DIV) INPUT VOLTAGE (1mV/DIV) VOLTAGE (500mV/DIV) INPUT Rev. 0 VSY = ±9V VIN = 1V p-p RL = 10kΩ CL = 10pF AV = –1 TIME (400ns/DIV) 図 54.0.1%への正セトリング・タイム 1 10 VOLTAGE (1mV/DIV) OUTPUT 11366-055 ERROR BAND VOLTAGE (500mV/DIV) OUTPUT INPUT VOLTAGE (1mV/DIV) VOLTAGE (500mV/DIV) INPUT ADA4661-2 データシート VSY = 3V VCM = VSY/2 AV = 1 TIME (2s/DIV) 11366-061 11366-058 VOLTAGE (1µV/DIV) VOLTAGE (1µV/DIV) VSY = 18V VCM = VSY/2 AV = 1 TIME (2s/DIV) 図 60.0.1～10 Hz でのノイズ 図 63.0.1～10 Hz でのノイズ 3.5 20 18 3.0 2.0 1.5 1.0 0 10 12 10 8 6 4 2 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 0 10 11366-062 0.5 VSY = 3V VIN = 2.9V RL = 10kΩ CL = 10pF AV = 1 14 1k 10k 100k 1M 図 64.出力振幅の周波数特性 1 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER VSY = 3V AV = 1 RL = 10kΩ VIN = 440mV rms 100 FREQUENCY (Hz) 図 61.出力振幅の周波数特性 1 VSY = 18V VIN = 17.9V RL = 10kΩ CL = 10pF AV = 1 11366-065 OUTPUT SWING (V) OUTPUT SWING (V) 16 2.5 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER VSY = 18V AV = 1 RL = 10kΩ VIN = 5.4V rms 0.1 THD + N (%) THD + N (%) 0.1 0.01 0.01 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 0.0001 11366-063 0.001 10 1k 10k FREQUENCY (Hz) 図 62.THD + N の周波数特性 Rev. 0 100 図 65.THD + N の周波数特性 － 20/29 － 100k 11366-066 0.001 ADA4661-2 データシート 100 100 VSY = 3V AV = 1 RL = 10kΩ f = 1kHz 10 10 VSY = 18V AV = 1 RL = 10kΩ f = 1kHz THD + N (%) THD + N (%) 1 1 0.1 0.1 0.01 0.01 1 10 CHANNEL SEPARATION (dB) –20 –60 –80 –100 –120 VSY = 3V AV = 100 RL = 10kΩ 500kHz LOW-PASS FILTER –140 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) –40 –60 –80 –100 –120 –160 VSY = 18V AV = 100 RL = 10kΩ 500kHz LOW-PASS FILTER 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 図 67.チャンネル・セパレーションの周波数特性 Rev. 0 VIN = 0.5V p-p VIN = 9V p-p VIN = 17.9V p-p –140 11366-068 CHANNEL SEPARATION (dB) 0 VIN = 0.5V p-p VIN = 1.5V p-p VIN = 2.9V p-p –40 10 10 図 68.振幅対 THD + N 0 –160 1 0.1 AMPLITUDE (V rms) 図 66.振幅対 THD + N –20 0.01 11366-067 0.1 AMPLITUDE (V rms) 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER 図 69.チャンネル・セパレーションの周波数特性 － 21/29 － 11366-069 0.01 0.0001 0.001 11366-064 0.001 0.001 0.001 80kHz LOW-PASS FILTER 500kHz LOW-PASS FILTER ADA4661-2 データシート アプリケーション情報 V+ HIGH VOLTAGE PROTECTION I2 M11 M12 M19 M20 M17 M18 M22 +IN x M9 R1 M3 D1 M10 M4 C2 C1 Q1 Q2 OUT x D2 V1 –IN x C3 R2 M1 M2 M7 M8 I1 M5 M6 I3 HIGH VOLTAGE PROTECTION V– M15 M16 M13 M14 11366-169 M21 図 70.簡略化した回路図 ADA4661-2 は、3 V～18 V の広い電源電圧範囲で動作する、低 消費電力、レール to レール入力/出力の高精度 CMOS アンプで す。このアンプは、アナログ・デバイセズの DigiTrim 技術を採 用して、他の CMOS アンプより高い精度を実現しています。 DigiTrim 技術は、組立後のアンプのオフセット電圧をトリミング する方法です。パッケージ組み立て後のトリミングの利点は、 組立時の機械的ストレスから発生するオフセット電圧を補正する ことです。非常に小さい電源電流でレール to レール入出力範囲 を実現するため、ADA4661-2 では独自の入力ステージと出力ス テージを使用しています。 入力ステージ 図 70 に、ADA4661-2 の簡略化した回路図を示します。このア ンプでは、優れた DC 性能仕様を実現するためフル差動入力ス テージを持つ 3 ステージ・アーキテクチャを採用しています。 入力ステージは、NMOS 対(M1、M2)と PMOS 対(M3、M4)から なる 2 つの差動トランジスタ対およびフォールデド・カスコー ド・トランジスタ (M5～M12)で構成されています。入力同相モ ード電圧は、アクティブになる差動対を決定します。PMOS 差 動対は、大部分の入力同相モード範囲でアクティブになります。 NMOS 対は高い方の電源レールに等しいか、近い入力電圧のため に必要です。この回路により、アンプが入力電圧の広いダイナ ミックレンジを維持して、両電源レールまで信号振幅を大きく することができます。 ADA4661-2 内蔵の当社独自の高電圧保護回路は、大部分の入力 同相モード範囲でアンプ入力ステージから見た同相モード電圧 変化を小さくします。このため、必要とされる同相モード範囲 で動作する際に優れた外乱除去比を持つアンプが可能になりま す。この要求範囲での動作の性能上の利点を、PSRR 対 VCM (図 17 参照)、CMRR 対 VCM (図 14 参照)、VOS 対 VCM の各グラフ (図 8、図 11、図 12、図 13、図 15、図 16 参照)に示します。縮小同 相モード範囲の CMRR 性能上の利点は、最終テストで保証され、 電気的特性内に記載されます (表 2～表 4 参照)。 Rev. 0 入力同相モード電圧範囲の大部分で、PMOS 差動対がアクティ ブになります。入力同相モード電圧が電源電圧より数ボルト内 側の場合、入力トランジスタはこれらの電圧変化を直接受けま す。同相モード電圧が正電源に近づくと、アクティブ差動対が PMOS 対から NMOS 対へ切り替わります。差動対は一般に異な るオフセット電圧を持ちます。1 つの差動対から別の対への引き 継ぎにより、VOS 対 VCM のグラフに現れるステップ状の特性が発 生します(図 8、図 11、図 12、図 13、図 15、図 16 を参照)。この 特性は、2 つの差動対を使用するすべてのレール to レール入力ア ンプに固有な現象です。 同相モード電圧が負電源に近づくと、VOS 対 VCM カーブにはさ らに幾つかのステップも現れます。これらの変化は、ヘッドル ームが少なくなった負荷トランジスタ(M5、M6)が原因となり発 生します。負荷トランジスタがトライオード動作領域に入ると、 ドレイン・インピーダンスの不一致がアンプ・オフセットの大 きな部分を占めるようになります。この影響は VOS 対 VCM のグ ラフにも見ることができます (図 8、図 11、図 12、図 13、図 15、 図 16 参照)。 電流源 I2 は PMOS トランジスタ対を駆動します。入力同相モー ド電圧が上側電源に近づくと、この電流はゼロに向かって小さ くなります。同時に、複製電流源 I1 がゼロから増加して、 NMOS トランジスタ対がイネーブルされます。 ADA4661-2 は、差動入力に低電圧 MOS デバイスを使用するこ とにより高性能仕様を実現しています。これらの低電圧 MOS デバイスは、単位電流あたりの優れたノイズと帯域幅を提供し ます。入力ステージは、当社独自の保護回路で高システム電圧 からアイソレーションされています。このレギュレーション回 路は、アンプが動作できる高電源電圧から入力デバイスを保護 しています。 － 22/29 － ADA4661-2 データシート 正常動作のためには、最大消費電力ディレーティング・カーブ に従う必要があります。図 71 に、4 層 JEDEC 標準ボードを使 った場合のパッケージ最大安全消費電力対周囲温度を示します。 LFCSP パッケージのエクスポーズド・パッドはボードにハンダ 付けされています。 1.6 TJ MAX = 150°C ゲイン・ステージ アンプの 2 段目ステージは、NPN 差動対 (Q1、Q2)とフォールデ ド・カスコード・トランジスタ (M13～M20)から構成されてい ます。アンプはネストされたミラー補償 (C1～C3)を内蔵してい ます。 出力ステージ ADA4661-2 は、M21 トランジスタと M22 トランジスタで構成さ れる相補出力ステージを内蔵しています。これらのトランジス タはクラス AB 回路として構成され、電圧源 V1 からバイアスさ れています。この回路の使用により、出力電圧がミリボルト以 内で電源レールに近づくことができるため、レール to レールの出 力振幅が可能になっています。出力電圧は、トランジスタ(低 RON の MOS デバイス)の出力インピーダンスにより制限されます。出 力電圧の振幅は負荷電流の関数であるため、電源レールに対する 出力電圧と負荷電流との関係を表すグラフから求めることができ ます(図 20、図 23、図 24、図 27 参照)。ADA4661-2 出力ステー ジの高電圧と高電流機能のため、熱的安全動作領域で動作させ ることが必要です (最大消費電力 のセクション参照)。 最大消費電力 ADA4661-2 は最大 220 mA の出力電流を駆動することができま すが、有効出力負荷電流は、デバイス・パッケージに許容され る最大消費電力で制限されます。ADA4661-2 の絶対最大ジャン クション温度は 150°C です (表 5 参照)。ジャンクション温度は 次式で計算されます。 1.4 1.2 8-LEAD LFCSP θJA = 83.5°C/W 1.0 0.8 8-LEAD MSOP θJA = 142°C/W 0.6 0.4 0.2 0 0 50 75 100 125 150 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 図 71.周囲温度対最大消費電力 詳細については、テクニカル・アーティクル MS-2251「Data Sheet Intricacies—Absolute Maximum Ratings and Thermal Resistances」を参照してください。 レール to レールの入力と出力 ADA4661-2 は、3 V～18 V の電源電圧でレール to レールの入力 と出力を持っています。図 72 に、ADA4661-2 の入力波形と出力 波形を示します(ユニティ・ゲイン・バッファとして構成、電源 電圧= ±9 V)。ADA4661-2 は、±9 V の入力電圧で、両電源レール に非常に近い振幅を出力することができます。さらに、位相反転 は発生しません。 10 VIN VOUT 8 TJ = PD × θJA + TA PD = (VSY × ISY) + (VSY − VOUT) × ILOAD ここで、 VSY は電源レール。 ISY は静止電流。 VOUT はアンプの出力。 ILOAD は出力負荷。 6 4 VOLTAGE (V) パッケージ内の消費電力(PD)は、静止消費電力と出力ステー ジ・トランジスタの消費電力との和になります。これは次のよ うに計算されます。: 2 0 –2 –6 –8 デバイスの最大ジャンクション温度 150°C を超えないようにし てください。ジャンクション温度制限値を超えると、パラメー タ性能の低下またはデバイスの破壊が生じます。 － 23/29 － VSY = ±9V VIN = ±9V AV = 1 RL = 10kΩ CL = 10pF TIME (200µs/DIV) 図 72.レール to レールの入力と出力 11366-072 –4 –10 Rev. 0 25 11366-371 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) また、入力デバイスはクランプ・ダイオード(D1 と D2)により大 きな差動入力電圧からも保護されています。これらのダイオー ドは、2 本の 120 Ω 抵抗(R1 と R2)により入力からバッファされ ています。差動電圧が約 600 mV より高くなると、差動ダイオー ドは導通します。この状態では、差動入力抵抗が 240 kΩ まで低 下します。これらの保護ダイオードには大きな電流が流れるこ とができます。入力ピンに流入する電流は、絶対最大 10 mA に 制限する必要があります。 ADA4661-2 データシート コンパレータ動作 オペアンプは、出力から反転入力への帰還によるクローズド・ ループ構成で動作するようにデザインされています。 図 73 に、 一方の入力電圧を常に電源中点に固定した電圧フォロワとして 構成した ADA4661-2 を示します。同じ構成を未使用チャンネル にも使用します。A1 と A2 は、電源電流を測定する電流計の位 置を示します。ISY+は上側の電源レールからオペアンプへ流れ る電流を、ISY−はオペアンプから下側の電源レールへ流れる電 流を、それぞれ表します。図 74 に示すように、通常の動作条件 では、オペアンプへ流れる合計電流は、オペアンプから流出する 合計電流と等しくなります。ここで、VSY = 18 V でアンプ当たり ISY+ = ISY− = 630 μA です。 図 75 と図 76 に、入力ピンに直列に 100 kΩ 抵抗を接続した、コ ンパレータとして構成した ADA4661-2 を示します。未使用チャ ンネルは、入力電圧を電源中点に接続したバッファとして構成し ています。 +VSY ISY+ ADA4661-2 VOUT 1/2 100kΩ +VSY ISY– A2 ISY+ 11366-268 A1 A1 100kΩ –VSY 図 75.コンパレータ A 100kΩ ADA4661-2 1/2 ISY– A1 11366-266 A2 100kΩ +VSY VOUT –VSY ISY+ 100kΩ ADA4661-2 VOUT 1/2 図 73.電圧フォロワ 100kΩ 700 A2 ISY– 11366-269 ISY PER AMPLIFIER (µA) 600 –VSY 500 図 76.コンパレータ B 400 図 77 に、両コンパレータ構成の電源電流を示します。コンパレ ータ・モードでは、ADA4661-2 は完全にパワーアップしません。 オペアンプをコンパレータとして使用することの詳細について は、AN-849 アプリケーション・ノート「オペアンプのコンパレ ータとしての使用」を参照してください。 300 200 100 4 6 8 10 VSY (V) 12 14 16 18 600 図 74.電源電圧対電源電流(電圧フォロワ) オペアンプとは対照的に、コンパレータはオープン・ループ構 成で動作し、ロジック回路を駆動するようにデザインされてい ます。オペアンプはコンパレータと異なりますが、ボード・ス ペースとコストを節約するためデュアル・オペアンプの未使用 部分をコンパレータとして使用することがありますが、 ADA4661-2 に対してこれは推奨できません。 500 COMPARATOR A COMPARATOR B 400 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 VSY (V) 12 14 16 図 77.電源電圧対電源電流 (ADA4661-2 をコンパレータとして構成) Rev. 0 － 24/29 － 18 11366-074 2 ISY PER AMPLIFIER (µA) 0 11366-071 700 0 ADA4661-2 データシート EMI 除去比 回路性能は高周波電磁干渉(EMI)から影響を受けることがありま す。信号強度が低く、伝送線が長い場合には、オペアンプは入 力信号を正確に増幅する必要がありますが、すべてのオペアン プ・ピン(非反転入力、反転入力、正電源、負電源、出力の各ピ ン)は EMI 信号の影響を受け易くなっています。これらの高周 波信号は、伝導、近距離放射、長距離放射などの種々の方法で オペアンプに混入します。例えば、配線と PCB パターンがアン テナとして機能して高周波 EMI 信号を拾います。 増幅のためには、抵抗比の一致(R2/R1 = R4/R3)が重要です。 ADA4661-2 はレール to レール出力であるため、オペアンプ出力 はほぼ正電源に到達することができます。このため、電流シャ ント・モニタは約 VSY/(R2/R1 × RS)アンペアまでの電流を検出す ることができます。例えば、VSY = 18 V、R2/R1 = 100、RS = 100 mΩ では、この電流は約 1.8 A になります。 アンプは比較的帯域が狭いため、EMI 信号または RF 信号を増 幅しません。入力デバイスの非直線性のため、オペアンプはこれ らの帯域外信号を整流することがあります。これらの高周波信 号が整流されると、出力に DC オフセットとして現れます。 電磁エネルギーが存在する中で ADA4661-2 が期待通りに動作す る能力を規定するため、非反転ピンの電磁干渉除去比(EMIRR) が、仕様のセクションの表 2、表 3、表 4 で規定されています。 EMIRR 測定の数学的方法は、次のように定義されます。 図 79.ローサイド電流検出回路 EMIRR = 20 log (VIN_PEAK/ΔVOS) 140 VSY = 3V TO 18V 120 EMIRR (dB) 100 80 60 VIN = 100mV PEAK VIN = 50mV PEAK 図 80.ハイサイド電流検出回路 40 100M 1G FREQUENCY (Hz) 10G アクティブ・フィルタ 11366-075 20 10M アクティブ・フィルタは、注目する領域を通過する信号を分離 し、不要な周波数の信号を減衰させるときに使います。例えば、 ローパス・フィルタは、データ・アクイジション・システムで 折り返し防止フィルタとして、または高周波ノイズを制限する ノイズ・フィルタとして使用されます。 図 78.EMIRR の周波数特性 電流シャント・モニタ 正または負レール近くの信号検出を必要とするアプリケーショ ンは多数存在します。電流シャント・モニタはこのようなアプ リケーションの 1 つで、帰還制御システムに多く使われます。 また、パワー計測、バッテリ燃料計測、電子パワー・ステアリ ングでの帰還制御などの他の様々なアプリケーションでも使用 されています。このようなアプリケーションでは、直列電圧降 下を小さくするために非常に小さい抵抗によるシャントが望ま れます。浪費電力を小さくするだけでなく、電力を節約しなが ら大電流の計測も可能になります。ADA4661-2 は、低入力バイ アス電流、低オフセット電圧、レール to レールであるため、高 精度電流モニタ・アプリケーションに最適です。 図 79 にローサイド電流検出回路を、図 80 にハイサイド電流検出 回路を、それぞれ示します。シャント抵抗を流れる電流により 電圧降下が発生します。ディファレンス・アンプとして構成さ れた ADA4661-2 は、電圧降下を R2/R1 倍に増幅します。真の差 Rev. 0 ADA4661-2 は、高入力インピーダンス、広帯域幅、低入力バイ アス電流、高 DC 精度を持つため、アクティブ・フィルタ・ア プリケーションに最適です。図 81 に、4 極 Sallen-Key バタワー ス・ローパス・フィルタ構成で使用した ADA4661-2 を示します。 4 極ローパス・フィルタは、2 つの複素共役極対を持つため、2 つの 2 局ローパス・フィルタをカスケード接続することにより 実現されます。セクション A とセクション B はユニティ・ゲイ ンの 2 極ローパス・フィルタとして構成されています。表 8 に、 バタワース・フィルタの各ステージに対応する Q 条件と極位置 を示します。様々な次数のフィルタの S プレーンでの極位置と Q 条件については、www.analog.com/AnalogDialogue に掲載する 「Linear Circuit Design Handbook」の 8 章「Analog Filters」を参照 してください。 － 25/29 － ADA4661-2 データシート C2 6.8nF R1 R2 2.55kΩ 2.55kΩ C1 5.6nF +VSY R3 6.19kΩ R4 6.19kΩ +VSY 1/2 ADA4661-2 VOUT1 SECTION A VOUT2 1/2 C3 1nF –VSY ADA4661-2 –VSY 11366-081 VIN C4 6.8nF SECTION B 図 81.4 極ローパス・フィルタ 容量負荷の駆動 表 8.Q 条件と極位置 Section Poles Q A B −0.9239 ± j0.3827 −0.3827 ± j0.9239 0.5412 1.3065 Sallen-Key 回路は、回路部品がすくなくデザインがシンプルな ため広く使用されています。この回路は、抵抗とコンデンサを 置き換えるだけでローパス・フィルタまたはハイパス・フィル タを構成できる柔軟性を提供します。ADA4661-2 はユニティ・ ゲインで、コーナー周波数は 10 kHz に設定されます。アクティ ブ・フィルタでは、コーナー周波数 fC と品質ファクタ Q の積の 少なくとも 100 倍のユニティ・ゲイン帯域幅を持つオペアンプ が必要です。製造許容誤差、時間、温度に対して性能を決定す る際に抵抗とコンデンサも重要です。少なくとも 1%以下の抵抗 と 5%以下の許容偏差のコンデンサの使用が推奨されます。 図 82 に、Sallen-Key ローパス・フィルタの周波数応答を示しま す。ここで、 ADA4661-2 は、最大 50 pF の容量負荷を任意の構成で安全に駆 動することができます。 多くのアンプと同様に、規定より大き な容量負荷を駆動すると、大きなオーバーシュート、リンギン グ、さらに発振も生ずることがあります。重い容量負荷では位 相マージンが減少して、アンプの周波数応答にピークが生じま す。ピーキングは、時間領域のオーバーシュートまたはリンギ ングに対応します。このため、ADA4661-2 から 50 pF を超える 負荷を駆動する場合は外付け補償の使用が推奨されます。この 補償は安定性が最悪となるユニティ・ゲイン構成で特に重要で す。 容量負荷の駆動でオペアンプを迅速かつ容易に安定させる方法 は、アンプ出力と負荷容量の間に直列抵抗 RISO を接続すること です(図 83 参照)。RISO は、アンプ出力と帰還回路を容量負荷か ら分離しますが、この補償方式では、負荷から見た出力インピ ーダンスが大きくなるため、ゲイン精度が低下します。 VOUT1 は初段ステージの出力。 +VSY 1/2 VOUT1 は 40 dB/ディケード・ロールオフを、VOUT2 は 80 dB/ディ ケード・ロールオフを、それぞれ示します。遷移帯域は、フィ ルタ次数が高いほど急峻になります。 VIN 図 83.アイソレーション抵抗 RISO による安定性補償 0 図 84 に、ユニティ・ゲイン構成で 250 pF 負荷を駆動するアン プの周波数応答に対するこの補償方式の効果を示します。 VOUT1 GAIN (dB) CL 20 –20 –40 VOUT2 –60 –80 VSY = ±9V VIN = 50mV p-p –120 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 11366-082 –100 図 82.ローパス・フィルタ: ゲインの周波数特性 Rev. 0 ADA4661-2 –VSY VOUT 11366-083 RISO VOUT2 は 2 段目ステージの出力。 － 26/29 － ADA4661-2 データシート 10 –20 –30 –40 –50 10k VSY = ±9V VIN = 100mV p-p AV = 1 CL = 250pF RISO = 301Ω RISO = 0Ω RISO = 210Ω RISO = 301Ω RISO = 499Ω 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) TIME (10µs/DIV) 11366-087 VOLTAGE (20mV/DIV) –10 11366-084 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 図 87.出力応答 (RISO = 301 Ω) VOLTAGE (50mV/DIV) VSY = ±9V VIN = 100mV p-p AV = 1 CL = 250pF RISO = 750Ω TIME (10µs/DIV) VSY = ±9V VIN = 100mV p-p AV = 1 CL = 250pF RISO = 0Ω TIME (10µs/DIV) 11366-085 図 88.出力応答 (RISO = 750 Ω) VSY = ±9V VIN = 100mV p-p AV = 1 CL = 250pF RISO = 210Ω TIME (10µs/DIV) 11366-086 VOLTAGE (20mV/DIV) 図 85.補償なしの出力応答 (RISO = 0 Ω) 図 86.出力応答 (RISO = 210 Ω) Rev. 0 － 27/29 － 11366-088 図 85 に、250 pF 容量負荷を駆動するユニティ・ゲイン・アンプ の出力応答を示します。補償なしでは、アンプは不安定です。 図 86～図 88 に、210 Ω、301 Ω、750 Ω の RISO 補償によるアンプ 出力応答を示します。RISO 値が小さい場合、リンギングが存在 し、RISO 値が大きくなると、高い周波数信号がフィルタで除去 されることに注意してください。 VOLTAGE (20mV/DIV) 図 84.補償方式の周波数応答 ADA4661-2 データシート 高インピーダンス・ソースでのノイズ考慮事項 10 ADA4661-2 の場合、関係する議論はブローバック・ノイズと呼 ばれる影響を中心に議論されます。ブローバック効果はアンプ のテール電流源のノイズから発生し、入力トランジスタのゲー ト―ソース容量 (CGS)を介してアンプ入力に混入します。このブ ローバック・ノイズがソース・インピーダンスで増幅され、入 力端子に電圧ノイズとして現れます。ソース・インピーダンス が 10 倍になると、ブローバックから発生する電圧ノイズが 10 倍になります。 1 RS = 10MΩ RS = 1MΩ 0.1 0.01 0.1 1 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 11366-300 VOLTAGE NOISE DENSITY (µV/√Hz) 高インピーダンス・ソースからアンプを駆動する場合、入力端 子からの電流ノイズが回路の全ノイズで支配的になります。バ イポーラ・アンプとは異なり、ADA4661-2 のような CMOS アン プでは入力端子に固有なショット・ノイズ・ソースがありませ ん。少量のショット・ノイズが、ESD 保護ダイオードの逆方向 サチレーション電流から発生します。この電流ノイズは一般に 1 fA/√Hz～10 fA/√Hz のオーダーです。このため、この範囲の電 流ノイズを測定するときは、10 GΩ を超える大きなソース・イ ンピーダンスが必要になります。 図 89.電圧ノイズ密度の周波数特性 (入力直列抵抗 RS あり) 1 図 89 に、ソース・インピーダンス 1 MΩ と 10 MΩ の場合の ADA4661-2 の電圧ノイズ密度を示します。低い周波数 (1 Hz～ 10 Hz 以下)で、アンプの 1/f 電圧ノイズが支配的なスペクトルに なります。中ほどの周波数では、ソース抵抗の熱ノイズのため にスペクトルは平坦になります。周波数が高くなると、ブロー バック・ノイズが支配的になり、電圧ノイズ・スペクトルが増 加します。ノイズ・スペクトルは、内側または外側の極周波数 に到達するまで大きくなり続けます。 これらの極が過ぎると、 スペクトルは減少し始めます。 NOISE BANDWIDTH LIMITATION RS = 1MΩ RS = 10MΩ 0.1 NOISE MEASUREMENT LIMITATION 0.01 0.01 0.1 1 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 11366-301 CURRENT NOISE DENSITY (pA/√Hz) ブローバック・ノイズ・スペクトルは、CGS 結合のため低い周 波数でハイパス応答を持ちます。高い周波数で、スペクトルは 2 つの極(テール電流源の寄生容量から生ずる内側極と PCB の寄 生容量から生ずる外側極)によりロールオフする傾向を持ちます。 図 90.電流ノイズ密度の周波数特性 図 90 に、ソース・インピーダンス 1 MΩ と 10 MΩ の場合の ADA4661-2 の電流ノイズ密度を示します。この電流ノイズは、 ブローバック・ノイズが支配的な周波数帯域内の電圧ノイズ密 度カーブから抽出したものです。低い周波数では、ノイズ測定 値は抵抗熱ノイズ とアンプ 1/f ノイズにより支配されています。 高い周波数では、寄生容量がソース・インピーダンスで支配的 です。このスケール・ファクタの不確定性により、 全周波数範 囲での正確な電流ノイズ測定が妨げられています。 ブローバック・ノイズはすべてのアンプで存在します。影響の 大きさは、入力トランジスタのサイズとバイアス回路の構成に 依存します。CMOS アンプでは、MOS トランジスタ・バイアス のノイズが大きいため、一般に JFET アンプよりブローバッ ク・ノイズが大きくなります。 これに対して、バイポーラ・ア ンプでは一般に ブローバック・ノイズがありません。これは大 きな電流ショット・ノイズによりブローバック・ノイズ の存在 がマスクされるためです。 Rev. 0 － 28/29 － ADA4661-2 データシート 外形寸法 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 1 5 5.15 4.90 4.65 4 PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.40 0.25 0.80 0.55 0.40 0.23 0.09 6° 0° 10-07-2009-B 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 図 91.8 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 2.44 2.34 2.24 3.10 3.00 SQ 2.90 0.50 BSC 8 5 0.50 0.40 0.30 0.80 0.75 0.70 0.30 0.25 0.20 1 4 BOTTOM VIEW TOP VIEW SEATING PLANE 1.70 1.60 1.50 EXPOSED PAD 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.203 REF 0.20 MIN PIN 1 INDICATOR (R 0.15) FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 11-28-2012-C PIN 1 INDEX AREA COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-229-WEED 図 92.8 ピン・リードフレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_WD] 3 mm × 3 mm ボディ、極薄、デュアル・リード (CP-8-11) 寸法: mm オーダー・ガイド Model1 Temperature Range Package Description Package Option Branding ADA4661-2ACPZ-R7 ADA4661-2ACPZ-RL ADA4661-2ARMZ ADA4661-2ARMZ-RL ADA4661-2ARMZ-R7 −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 8-Lead LFCSP_WD 8-Lead LFCSP_WD 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP CP-8-11 CP-8-11 RM-8 RM-8 RM-8 A33 A33 A33 A33 A33 1 Z = RoHS 準拠製品 Rev. 0 － 29/29 －