本ドキュメントはCypress (サイプレス) 製品に関する情報が記載されております。
富士通マイクロエレクトロニクス
DS04–13105–3a
DATA SHEET
汎用リニア IC 汎用コンバータ
CMOS
A/D コンバータ (4 ch, 12 bit)
MB88101A
■ 概 要
MB88101A は , アナログ入力を 12 ビットのディジタル値に変換してシリアルで出力する A/D コンバータです。
A/D 変換方式は , 逐次比較変換方式を採用しています。
入力チャネルを 4 系統もち , 切換えは外部端子により制御できます。
またモードの切換えにより , 連続に A/D 変換を行うことができます。
連続に変換を行うときには , シリアルデータの出
力を MSB, LSB から出すかをセレクトできます。
■ 特 長
・ 4 チャネルアナログ入力
・ 外部制御により 1 チャネルのアナログ入力を選択変換
・ サンプル＆ホールド回路付き CR 型逐次比較変換方式
・ 12 ビットの分解能
・ 12 ビットのディジタル変換データをシリアルで出力
・ 連続で変換を行うことが可能 ( 連続モード )
・ シリアル出力を MSB, LSB から出すことが可能
・ CMOS プロセス
・ パッケージは , DIP-16 ピン , SOP-16 ピン , SSOP-16 ピン
■ パッケージ
プラスチック・DIP, 16 ピン
(DIP-16P-M04)
プラスチック・SOP, 16 ピン
プラスチック・SSOP, 16 ピン
(FPT-16P-M06)
(FPT-16P-M05)
Copyright©2003-2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED All rights reserved
2003.10
MB88101A
■ 端子配列図
(TOP VIEW)
AN0
1
AN1
2
VREF
16
VCC
15
SAMP
3
14
DO
AGND
4
13
CLK
AN2
5
12
CS
AN3
6
11
C0
MOD0
7
10
C1
MOD1
8
9
INDEX
(DIP-16P-M04)
(FPT-16P-M06)
(FPT-16P-M05)
2
DGND
MB88101A
■ 端子機能説明
端子番号
端子記号
I/O
機 能 説 明
1
2
5
6
AN0
AN1
AN2
AN3
I
アナログ入力端子です。このうち 1 ch が C0, C1 により選択できます。
14
DO
O
A/D 変換の結果を出力する端子です。このデータは 12 ビットのシリアルデータが ,
CLK の立下りに同期して出力されます。
13
CLK
I
A/D 変換用のクロック入力端子です。
12
CS
I
チップセレクト信号の入力端子です。電源立上げ後 , この信号を“L”にすると A/D
変換を始め , “H”にすると A/D 変換を停止します。本端子が“H”のときは , DO,
SAMP 端子は“Hi-Z”になります。
11
10
C0
C1
I
アナログ入力端子 AN0, AN1, AN2, AN3 のチャネルを指定するための入力端子です。
選択方法は , 表 1 を参照してください。モード 2, 3 でチャネルを切り換えるときに
は , SAMP 端子が“H”になる前に本端子を決めてください。
7
8
MOD0
MOD1
I
15
SAMP
O
データが出力されるのに先立ってアクティブになる端子です。1CLK の間“H”に
なり , 本信号が“L”になってから 5CLK 目よりシリアルデータが DO 端子より出力
されます。
3
VREF
―
基準電圧の入力端子です。
4
AGND
―
アナログ回路用の接地端子です。
9
DGND
―
ディジタル回路用の接地端子です。
16
VCC
―
電源端子です。
変換のモードを設定する端子です。モードの選択方法および種類は , 表 2 および
「■動作説明」を参照してください。
Hi-Z：High-Z
・チャネル・セレクト
表 1 チャネルの選択方法
・モード・セレクト
表 2 モード設定
C1
C0
チャネル
MOD0
MOD1
モード
L
L
AN0
L
L
モード 1
L
H
AN1
L
H
モード 2
H
L
AN2
H
L
禁止
H
H
AN3
H
H
モード 3
3
MB88101A
■ ブロックダイヤグラム
VREF
12 ビット D/A コンバータ
AN0
AN1
AN2
入
力
回
路
SAMP
比較器
セ
レ
ク
ト
逐次比較
レジスタ
AN3
12 ビット
ラッチ
C0
C1
MOD0
MOD1
デ
コ
｜
ダ
サンプル＆
ホールド回路
VCC AGND DGND
4
CS
CLK
DO
MB88101A
■ 動作説明
1. モード 1
本モードは , 12 ビットの変換が終了すると DO 端子を
“L”にして , 変換を止めます。再度変換を始めるには , CS を一度
“H”
にした後“L”
にしてください。また変換データは MSB から出力されます。
・タイミングチャート
CS
;;
;;
MOD0, MOD1
C0, C1
CLK
1
2
3
;;;;
;;;;
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
1
Sampling
Sampling
Bit
Trial
2
B11
B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
Hi-Z
Hi-Z
DO
B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
Hi-Z
Hi-Z
SAMP
2. モード 2
“L”にしてから
“H”にするまで変換をし続けます。
変換されたデータは LSB から出力され , 最初の変
本モードは , CS を
換データは CS を
“L”にしてから 21 CLK 目から出力されます。
また , サンプリングが始まる前にチャネルセレクトを変え
ることにより , 別のアナログ入力を変換することが可能です。
・タイミングチャート
CS
;;
;;
MOD0, MOD1
C0, C1
モード 2
AN0
;;;;
;;;;
AN2
AN1
CLK
16CLK
Bit
Trial
MSB (AN0)
LSB
MSB (AN2)
LSB
MSB (AN1)
LSB
Hi-Z
Hi-Z
LSB (AN0)
DO
Hi-Z
MSB
LSB (AN2)
MSB
Hi-Z
SAMP
5
MB88101A
3. モード 3
本モードは , CS を“L”
にしてから“H”
にするまで変換をし続けます。変換されたデータは MSB から出力されます。また ,
サンプリングが始まる前にチャネルセレクトを変えることにより , 別のアナログ入力を変換することが可能です。
・タイミングチャート
CS
;;
;;
モード 3
MOD0, MOD1
C0, C1
;;;
;;;
AN0
AN2
AN1
CLK
Bit
Trial
MSB (AN0)
LSB
MSB (AN2)
LSB
MSB (AN1)
LSB
Hi-Z
Hi-Z
SAMP
6
Hi-Z
MSB (AN0)
DO
MSB
MSB (AN2)
MSB
MSB (AN1)
MSB
Hi-Z
MB88101A
■ 絶対最大定格
項 目
記 号
定 格 値
条 件
VCC
電源電圧
VREF
GND を基準にした場合
Ta = +25 °C
単 位
最 小
最 大
−0.3
+7.0
V
−0.3 ＊
+7.0 ＊
V
−0.3
VCC + 0.3
V
−0.3
VCC + 0.3
V
入力電圧
VIN
出力電圧
VOUT
消費電力
PD
―
―
150
mW
動作温度
Ta
―
−40
+85
°C
保存温度
Tstg
―
−55
+150
°C
＊ : VCC ≧ VREF
＜注意事項＞ 絶対最大定格を超えるストレス ( 電圧 , 電流 , 温度など ) の印加は , 半導体デバイスを破壊する可能性があ
ります。
したがって , 定格を一項目でも超えることのないようご注意ください。
■ 推奨動作条件
項 目
電源電圧
記 号
VCC
規 格 値
最 小
最 大
3.3
5.5
標準 0
GND
動作温度
Ta
−40
単 位
V
V
+85
°C
＜注意事項＞ 推奨動作条件は , 半導体デバイスの正常な動作を保証する条件です。
電気的特性の規格値は , すべてこの条
件の範囲内で保証されます。
常に推奨動作条件下で使用してください。
この条件を超えて使用すると , 信頼
性に悪影響を及ぼすことがあります。
データシートに記載されていない項目 , 使用条件 , 論理の組合せでの使用は , 保証していません。
記載され
ている以外の条件での使用をお考えの場合は , 必ず事前に当社営業担当部門までご相談ください。
7
MB88101A
■ 電気的特性
1. 直流特性
(1) ディジタル部
項 目
(VCC = 3.3 V ∼ 5.5 V, DGND = 0 V, Ta = −40°C ∼ +85 °C)
記 号
電源電圧
VCC
電源電流
ICC
入力リーク電流
IILK
端子名
VIL
“H”
レベル入力電圧
VIH
ハイインピーダンス
出力リーク電流
IOLZ
“L”レベル出力電圧
VOL
“H”
レベル出力電圧
VOH
MOD0,
MOD1
CLK
CS
C0
C1
DO
SAMP
標 準
最 大
3.3
5.0
5.5
V
CLK = 166 kHz 動作時
( 無負荷時 )
―
0.8
2.0
mA
VIN = 0 ∼ VCC
−10
―
10
µA
―
VSS − 0.3
―
0.2 VCC
V
―
0.8 VCC
―
VCC + 0.3
V
VIN = 0 ∼ VCC
− 10
―
10
µA
IOL = 2.5 mA
―
―
0.4
V
VCC − 0.4
―
―
V
IOH = −400 µA
(2) アナログ部
単 位
最 小
―
VCC
“L”レベル入力電圧
規 格 値
条 件
(VREF, VCC = 3.3 V ∼ 5.5 V (VCC ≧ VREF) , AGND = 0 V, Ta = −40°C ∼ +85 °C)
規 格 値
項 目
記 号
分解能
―
直線性誤差
―
微分直線性誤差
―
変換時間
―
消費電流
IREF
端 子 名
AN0 ∼ AN3
―
単 位
最 小
標 準
最 大
―
12
―
bit
−4.0
―
2.0
LSB
−1.0
―
3.0
LSB
―
16
―
CLK
―
100
300
µA
3.3
5.0
VCC
V
0
―
VREF
V
VREF
アナログ基準電圧
―
アナログ入力電圧
―
8
AN0 ∼ AN3
MB88101A
(3) A/D コンバータの用語の定義
・ 分解能
A/D 変換器により識別可能なアナログ変化。
・ 直線性誤差
ゼロトランジション点 (0000 0000 0000 ←→ 0000 0000 0001) と
フルスケールトランジョン点 (1111 1111 1110 ←→ 1111 1111 1111) とを結んだ直線と実際の変換特性との偏差。
・ 微分直線性誤差
出力コードを 1 LSB 変化させるのに必要な入力電圧の理想値からの偏差。
実際の変換特性
ディジタル出力
1111 1111 1111
1111 1111 1110
理想直線
{1LSB x N + V OT}
直線性誤差
0000 0000 0010
0000 0000 0001
0000 0000 0000
VOT
VNT V (N+1)T
アナログ出力
VFST - VOT
4094
1LSB
=
直線性誤差
=
VNT - {1LSB x N + VOT}
1LSB
=
V(N + 1)T - VNT
1LSB
微分直線性誤差
VFST
[LSB]
-1
[LSB]
・アナログ入力等価回路
アナログ入力
コンパレータ
RON1
RON2
C0
・RON1 = 約 1.5 kΩ
・RON2 = 約 1.5 kΩ
・C0 = 約 60 pF
（注意事項 ) ここに記した数値は目安としてください。
( 注意事項 ) ・本 A/D コンバータに接続される外部回路の出力インピーダンスの許容値は , 変換時間 (CLK 周波数 ) に影
響しますので ,「■特性例」を参照してください。
・外部入力の出力インピーダンスが高すぎる場合 , アナログ電圧のサンプリング時間が不足する場合があり
ます。
・電源の投入はディジタル系の電源を先に入れてから , VREF をいれるようにしてください。
9
MB88101A
2. 交流特性
(VREF, VCC = 3.3 V ∼ 5.5 V (VCC ≧ VREF) , AGND = 0 V, Ta = −40 °C ∼ +85 °C)
項 目
記 号
条 件
規 格 値
最 大
1.0
30.0
µs
―
6.0
30.0
µs
VCC = 5 V ±10% ＊ 1
クロックサイクル時間
単位
最 小
tCLK
クロック“L”パルス幅
tCKL
―
2.8
14.8
µs
クロック“H”
パルス幅
tCKH
―
2.8
14.8
µs
クロック立上り時間
クロック立下り時間
tCr
tCf
―
―
0.2
µs
CS セットアップ時間
tCSS
―
tCKL + 0.4
―
µs
CS ホールド時間
tCSH
―
1.0
―
µs
CS リリース時間
tCSR
―
1
―
CLK
チャネルセットアップ時間
tCHS
―
0
―
µs
チャネルホールド時間
tCHH
―
1
―
CLK
データ出力ディレイ時間
tDO
＊2
―
0.5
µs
MOD セットアップ時間
tMOS
―
0.2
―
µs
MOD ホールド時間
tMOH
―
0.1
―
µs
データ・アクティブ・ディレイ時間
tDVE
―
―
0.5
µs
データ・フロート・ディレイ時間
tDZE
―
―
0.5
µs
SAMP・アクティブ・ディレイ時間
tSVE
―
―
0.5
µs
SAMP・フロート・ディレイ時間
tSZE
―
―
0.5
µs
SAMP
“H”
出力ディレイ時間
tSHD
＊2
―
0.5
µs
SAMP
“L”出力ディレイ時間
tSLD
＊2
―
0.5
µs
＊ 1: アナログ入力端子に接続される外部回路の出力インピーダンスに影響されます。
＊ 2:「・負荷条件」
を参照してください。
・負荷条件
測定点
CL = 50 pF
10
MB88101A
■ タイミングダイヤグラム
(1) 入力クロックタイミング
t CLK
t CKH
CLK
t Cf
t CKL
t Cr
判定レベルは VCC の 80% と 20% とします。
(2) A/D 起動タイミング
CLK
t CSS
t CSH
CS
t MOS
t MOH
MOD0, MOD1
t CHS
t CHH
C0, C1
t SVE
SAMP
t SHD
t SLD
Hi-Z
t DVE
DO
Hi-Z
11
MB88101A
(3) データ出力ディレイ時間および A/D 停止タイミング
CLK
t CSR
CLK
t SZE
Hi-Z
SAMP
t DO
DO
12
t DZE
Hi-Z
MB88101A
■ 特性例
電源電圧―電源電流特性例
電源電流 ICC (µA)
1000
900
800
Ta = +25˚C
VREF = VCC
700
600
500
400
300
200
100
0
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
電源電圧 VCC (V)
アナログ基準電圧―アナログ消費電流特性例
アナログ消費電流 IR (µA)
300
Ta = +25˚C
VCC = VREF
250
200
150
100
50
0
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
アナログ基準電圧 VREF (V)
13
MB88101A
アナログ入力外部インピーダンス―クロックサイクル時間 (tCLK) 特性例
160
10
Ta = +25˚C
9
128
7
6
96
5
4
64
3
2
32
VCC = VREF = 3.3 V
1
0
0
VCC = VREF = 5.0 V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
アナログ入力インピーダンス (kΩ)
( 注意事項 ) 変換時間 = クロックサイクル時間 (tCLK) X 16
14
11
12
13
14
0
15
変換時間 (µs)
クロックサイクル時間 tCLK (µs)
8
MB88101A
■ オーダ型格
型 格
パッケージ
MB88101AP
プラスチック・DIP, 16 ピン
(DIP-16P-M04)
MB88101APF
プラスチック・SOP, 16 ピン
(FPT-16P-M06)
MB88101APFV
プラスチック・SSOP, 16 ピン
(FPT-16P-M05)
備 考
15
MB88101A
■ 外形寸法図
プラスチック・DIP, 16 ピン
（DIP-16P-M04）
+0.20
19.55 –0.30
.770
+.008
–.012
INDEX-1
6.20±0.25
(.244±.010)
INDEX-2
0.51(.020)MIN
4.36(.172)MAX
0.25±0.05
(.010±.002)
3.00(.118)MIN
0.46±0.08
(.018±.003)
+0.30
0.99 –0
+.012
.039 –0
1.27(.050)
MAX
C
1994 FUJITSU LIMITED D16033S-2C-3
+0.30
1.52 –0
+.012
.060 –0
7.62(.300)
TYP
15°MAX
2.54(.100)
TYP
単位：mm (inches)
注意：括弧内の値は参考値です。
（続く）
16
MB88101A
（続き）
注 1) ＊ 1 印寸法のレジン残りは片側＋ 0.15 (.006) MAX
注 2) ＊ 2 印寸法はレジン残りを含まず。
注 3) 端子幅および端子厚さはメッキ厚を含む。
注 4) 端子幅はタイバ切断残りを含まず。
プラスチック・SSOP, 16 ピン
（FPT-16P-M05）
*1 5.00±0.10(.197±.004)
0.17±0.03
(.007±.001)
9
16
*2 4.40±0.10 6.40±0.20
(.173±.004) (.252±.008)
INDEX
Details of "A" part
+0.20
1.25 –0.10
(Mounting height)
+.008
.049 –.004
LEAD No.
1
8
"A"
0.65(.026)
0.24±0.08
(.009±.003)
0.13(.005)
M
0.25(.010)
単位：mm (inches)
注意：括弧内の値は参考値です。
2003 FUJITSU LIMITED F16013S-c-4-6
プラスチック・SOP, 16 ピン
（FPT-16P-M06）
+0.25
0.10±0.10
(Stand off)
(.004±.004)
0.50±0.20
(.020±.008)
0.60±0.15
(.024±.006)
0.10(.004)
C
0~8˚
注 1) ＊ 1 印寸法のレジン残りを含む。
注 2) ＊ 2 印寸法はレジン残りを含まず。
注 3) 端子幅および端子厚さはメッキ厚を含む。
注 4) 端子幅はタイバ切断残りを含まず。
+.010
+0.03
*110.15 –0.20 .400 –.008
0.17 –0.04
+.001
16
.007 –.002
9
*2 5.30±0.30
7.80±0.40
(.209±.012) (.307±.016)
INDEX
Details of "A" part
+0.25
2.00 –0.15
+.010
.079 –.006
1
"A"
8
1.27(.050)
0.47±0.08
(.019±.003)
0.13(.005)
(Mounting height)
0.25(.010)
0~8˚
M
0.50±0.20
(.020±.008)
0.60±0.15
(.024±.006)
+0.10
0.10 –0.05
+.004
.004 –.002
(Stand off)
0.10(.004)
C
2002 FUJITSU LIMITED F16015S-c-4-7
単位：mm (inches)
注意：括弧内の値は参考値です。
17
MB88101A
MEMO
18
MB88101A
MEMO
19
富士通マイクロエレクトロニクス株式会社
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿 2-7-1 新宿第一生命ビル
http://jp.fujitsu.com/fml/
お問い合わせ先
富士通エレクトロニクス株式会社
〒 163-0731 東京都新宿区西新宿 2-7-1 新宿第一生命ビル
http://jp.fujitsu.com/fei/
電子デバイス製品に関するお問い合わせは , こちらまで ,
0120-198-610
受付時間 : 平日 9 時～ 17 時 ( 土・日・祝日 , 年末年始を除きます )
携帯電話・PHS からもお問い合わせができます。
※電話番号はお間違えのないよう , お確かめのうえおかけください。
本資料の記載内容は , 予告なしに変更することがありますので , ご用命の際は営業部門にご確認ください。
本資料に記載された動作概要や応用回路例は , 半導体デバイスの標準的な動作や使い方を示したもので , 実際に使用する機器での動作を保証するも
のではありません。従いまして , これらを使用するにあたってはお客様の責任において機器の設計を行ってください。これらの使用に起因する損害な
どについては , 当社はその責任を負いません。
本資料に記載された動作概要・回路図を含む技術情報は , 当社もしくは第三者の特許権 , 著作権等の知的財産権やその他の権利の使用権または実施
権の許諾を意味するものではありません。また , これらの使用について , 第三者の知的財産権やその他の権利の実施ができることの保証を行うもので
はありません。したがって , これらの使用に起因する第三者の知的財産権やその他の権利の侵害について , 当社はその責任を負いません。
本資料に記載された製品は , 通常の産業用 , 一般事務用 , パーソナル用 , 家庭用などの一般的用途に使用されることを意図して設計・製造されてい
ます。極めて高度な安全性が要求され , 仮に当該安全性が確保されない場合 , 社会的に重大な影響を与えかつ直接生命・身体に対する重大な危険性を
伴う用途（原子力施設における核反応制御 , 航空機自動飛行制御 , 航空交通管制 , 大量輸送システムにおける運行制御 , 生命維持のための医療機器 , 兵
器システムにおけるミサイル発射制御をいう）, ならびに極めて高い信頼性が要求される用途（海底中継器 , 宇宙衛星をいう）に使用されるよう設計・
製造されたものではありません。したがって , これらの用途にご使用をお考えのお客様は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。ご相談なく使用
されたことにより発生した損害などについては , 責任を負いかねますのでご了承ください。
半導体デバイスはある確率で故障が発生します。当社半導体デバイスが故障しても , 結果的に人身事故 , 火災事故 , 社会的な損害を生じさせないよ
う , お客様は , 装置の冗長設計 , 延焼対策設計 , 過電流防止対策設計 , 誤動作防止設計などの安全設計をお願いします。
本資料に記載された製品を輸出または提供する場合は , 外国為替及び外国貿易法および米国輸出管理関連法規等の規制をご確認の上 , 必要な手続き
をおとりください。
本書に記載されている社名および製品名などの固有名詞は , 各社の商標または登録商標です。
編集 販売戦略部