低価格、レールtoレール CMOS高速アンプ ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 特長 接続図 高速動作と高速セトリング −3 dB 帯域幅: 220 MHz (G = +1) スルーレート: 170 V/µs 0.1%へのセトリング・タイム: 28 ns ビデオ仕様(G = +2、RL = 150 Ω) ゲイン平坦性: 25 MHz まで 0.1 dB 微分ゲイン誤差: 0.05% 微分位相誤差: 0.25° 単電源動作 広い電源範囲: 2.7 V～5.5 V 出力振幅: 両レールの内側 50 mV まで 低歪み: 1 MHz で 79 dBc SFDR リニアな出力電流: −40 dBc で 125 mA 低消費電力: アンプあたり 4.4 mA 図 1. 8 ピン SOIC_N (R-8) アプリケーション 図 2. 5 ピン SOT-23 (RJ-5) 8 NC –IN 2 7 +VS +IN 3 6 OUT –VS 4 5 NC 08054-026 ADA4891-1 NC 1 NC = NO CONNECT ADA4891-1 OUT 1 5 +VS 4 –IN +IN 3 画像処理 民生ビデオ アクティブ・フィルタ 同軸ケーブル・ドライバ クロック・バッファ フォトダイオードのプリアンプ コンタクト・イメージ・センサーおよびバッファ 08054-001 –VS 2 OUT1 1 8 +VS –IN1 2 7 OUT2 +IN1 3 6 –IN2 –VS 4 5 +IN2 NC = NO CONNECT 08054-027 ADA4891-2 図 3. 8 ピン SOIC_N (R-8)および 8 ピン MSOP (RM-8) ADA4891 ファミリーは、低価格ですが優れた性能と多機能性を 提供します。レール to レール出力ステージでは、出力は各電源 レールの内側 50 mV まで変化することができるため、広いダイ ナミックレンジが可能になっています。 ADA4891 ファミリーのアンプは、民生用ビデオ、CCD バッフ ァ、コンタクト・イメージ・センサーとバッファのような画像 アプリケーションに最適です。また、低歪みと高速セトリン グ・タイムを持つため、アクティブ・フィルタ・アプリケーシ ョンにも最適です。 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 は、様々なパッケ ージを採用しています。ADA4891-1 は 8 ピン SOIC パッケージ または 5 ピン SOT-23 パッケージを、ADA4891-2 は 8 ピン SOIC パッケージまたは 8 ピン MSOP パッケージを、ADA4891-3 と ADA4891-4 は 14 ピン SOIC パッケージまたは 14 ピン TSSOP パ ッケージを、それぞれ採用しています。これらのアンプの動作 は、−40°C～+125°C の拡張温度範囲で規定されています。 ADA4891-3 PD1 1 14 OUT2 PD2 2 13 –IN2 PD3 3 12 +IN2 +VS 4 11 –VS +IN1 5 10 +IN3 –IN1 6 9 –IN3 OUT1 7 8 OUT3 08054-073 ADA4891-1 (シングル)、ADA4891-2 (デュアル)、ADA4891-3 (トリ プル)、ADA4891-4 (クワッド)は、低価格で高性能を提供する高 速 CMOS アンプです。これらのアンプは真の単電源機能を持ち、 負電源レールより下側 300 mV までの入力電圧範囲を持っていま す。 図 4. 14 ピン SOIC_N (R-14)および 14 ピン TSSOP (RU-14) ADA4891-4 OUT1 1 14 OUT4 –IN1 2 13 –IN4 +IN1 3 12 +IN4 +VS 4 11 –VS +IN2 5 10 +IN3 –IN2 6 9 –IN3 OUT2 7 8 OUT3 08054-074 概要 図 5. 14 ピン SOIC_N (R-14)および 14 ピン TSSOP (RU-14) Rev. C 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。 ©2010 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 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 目次 特長......................................................................................................1 推奨値............................................................................................ 15 アプリケーション ..............................................................................1 RFの 0.1 DBゲイン平坦性への影響............................................ 16 概要......................................................................................................1 容量負荷の駆動............................................................................ 17 接続図..................................................................................................1 未使用アンプの終端 .................................................................... 18 改訂履歴..............................................................................................2 ディスエーブル機能(ADA4891-3 の場合) ................................. 18 仕様......................................................................................................3 単電源動作.................................................................................... 18 5 V動作 ............................................................................................3 ビデオ再生フィルタ .................................................................... 19 3 V動作 ............................................................................................4 絶対最大定格 ......................................................................................6 最大消費電力 ..................................................................................6 マルチプレクサ............................................................................ 19 レイアウト、グラウンド接続、バイパス..................................... 20 電源のバイパス............................................................................ 20 ESDの注意 ......................................................................................6 グラウンド接続............................................................................ 20 代表的な性能特性 ..............................................................................7 入力容量と出力容量 .................................................................... 20 アプリケーション情報 ....................................................................15 入力から出力へのカップリング ................................................ 20 ADA4891 の使い方.......................................................................15 広帯域非反転ゲイン動作 ............................................................15 広帯域反転ゲイン動作 ................................................................15 リーク電流.................................................................................... 20 外形寸法............................................................................................ 21 オーダー・ガイド ........................................................................ 23 改訂履歴 9/10—Rev. B to Rev. C Changes to Figure 23 and Figure 24 .....................................................9 7/10—Rev. A to Rev. B Added ADA4891-3 and ADA4891-4...................................... Universal Added 14-Lead SOIC and 14-Lead TSSOP Packages ............ Universal Deleted Figure 4; Renumbered Figures Sequentially............................1 Changes to Features Section and General Description Section.............1 Added Figure 4 and Figure 5 ................................................................1 Changes to Table 1 ...............................................................................3 Changes to Table 2 ...............................................................................4 Changes to Maximum Power Dissipation Section and Figure 6..........................................................................................6 Added Table 4; Renumbered Tables Sequentially.................................6 Deleted Figure 11 .................................................................................6 Changes to Typical Performance Characteristics Section .....................7 Deleted Figure 12 .................................................................................7 Changes to Wideband, Noninverting Gain Operation Section, Wideband, Inverting Gain Operation Section, and Table 5.................15 Added Table 6.....................................................................................16 Rev. C Changes to Figure 52.......................................................................... 16 Added Figure 53................................................................................. 16 Changed Layout of Driving Capacitive Loads Section....................... 17 Added Disable Feature (ADA4891-3 Only) Section and Single-Supply Operation Section................................................. 18 Added Multiplexer Section................................................................. 19 Updated Outline Dimensions ............................................................. 21 Changes to Ordering Guide ................................................................ 23 6/10—Rev. 0 to Rev. A Changes to Figure 26............................................................................ 9 Changes to Figure 33 and Figure 34................................................... 10 Updated Outline Dimensions ............................................................. 18 Changes to Ordering Guide ................................................................ 18 2/10—Revision 0: Initial Version － 2/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 仕様 5 V動作 特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = 5 V、RL = 1 kΩ～2.5 V。特に指定がない限り、すべての仕様は ADA4891-1、ADA4891-2、 ADA4891-3、ADA4891-4 に対するものです。特に指定がない限り、ADA4891-1 と ADA4891-2 では RF = 604 Ω、ADA4891-3 と ADA4891-4 では RF = 453 Ω。 表 1. Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Small-Signal Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Gain Flatness ADA4891-1/ADA4891-2, G = +1, VO = 0.2 V p-p 240 MHz ADA4891-3/ADA4891-4, G = +1, VO = 0.2 V p-p 220 MHz ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω to 2.5 V 90 MHz ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω to 2.5 V 96 MHz ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω to 2.5 V, RF = 604 Ω 25 MHz ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω to 2.5 V, RF = 374 Ω 25 MHz Slew Rate, tR/tF G = +2, VO = 2 V step, 10% to 90% 170/210 V/µs −3 dB Large-Signal Frequency Response G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω 40 MHz Settling Time to 0.1% G = +2, VO = 2 V step 28 ns NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Harmonic Distortion, HD2/HD3 fC = 1 MHz, VO = 2 V p-p, G = +1 −79/−93 dBc fC = 1 MHz, VO = 2 V p-p, G = −1 −75/−91 dBc Input Voltage Noise f = 1 MHz 9 nV/√Hz Differential Gain Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω to 2.5 V 0.05 % Differential Phase Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω to 2.5 V 0.25 Degrees All-Hostile Crosstalk f = 5 MHz, G = +2, VO = 2 V p-p −80 dB DC PERFORMANCE Input Offset Voltage ±2.5 TMIN to TMAX Offset Drift Input Bias Current Open-Loop Gain RL = 1 kΩ to 2.5 V RL = 150 Ω to 2.5 V ±10 mV ±3.1 mV 6 µV/°C −50 +2 77 83 +50 pA dB 71 dB 5 GΩ INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Input Capacitance 3.2 pF Input Common-Mode Voltage Range −VS − 0.3 to +VS − 0.8 V VCM = 0 V to 3.0 V 88 dB Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage Swing Output Current RL = 1 kΩ to 2.5 V 0.01 to 4.98 V RL = 150 Ω to 2.5 V 0.08 to 4.90 V 1% THD with 1 MHz, VO = 2 V p-p 125 mA 205 mA 307 mA 2.4 V Short-Circuit Current Sourcing Sinking POWER-DOWN PINS (PD1, PD2, PD3) ADA4891-3 only Threshold Voltage, VTH Rev. C － 3/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 Parameter Bias Current Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit Part enabled 65 nA Part powered down −22 µA Turn-On Time Part enabled, output rises to 90% of final value 166 ns Turn-Off Time Part powered down, output falls to 10% of final value 49 ns POWER SUPPLY Operating Range 2.7 Quiescent Current per Amplifier 5.5 V 4.4 mA ADA4891-3 only 0.8 mA Positive PSRR +VS = 5 V to 5.25 V, −VS = 0 V 65 dB Negative PSRR +VS = 5 V, −VS = −0.25 V to 0 V 63 Supply Current When Powered Down Power Supply Rejection Ratio (PSRR) OPERATING TEMPERATURE RANGE −40 dB +125 °C 3 V動作 特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = 3 V、RL = 1 kΩ～1.5 V。特に指定がない限り、すべての仕様は ADA4891-1、ADA4891-2、 ADA4891-3、ADA4891-4 に対するものです。特に指定がない限り、ADA4891-1 と ADA4891-2 では RF = 604 Ω、ADA4891-3 と ADA4891-4 では RF = 453 Ω。 表 2. Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Small-Signal Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Gain Flatness ADA4891-1/ADA4891-2, G = +1, VO = 0.2 V p-p 190 MHz ADA4891-3/ADA4891-4, G = +1, VO = 0.2 V p-p 175 MHz ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω to 1.5 V 75 MHz ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω to 1.5 V 80 MHz ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω to 1.5 V, RF = 604 Ω 18 MHz ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω to 1.5 V, RF = 374 Ω 18 MHz Slew Rate, tR/tF G = +2, VO = 2 V step, 10% to 90% 140/230 V/µs −3 dB Large-Signal Frequency Response G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω 40 MHz Settling Time to 0.1% G = +2, VO = 2 V step 30 ns fC = 1 MHz, VO = 2 V p-p, G = −1 −70/−89 dBc NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Harmonic Distortion, HD2/HD3 Input Voltage Noise f = 1 MHz 9 nV/√Hz Differential Gain Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω to 0.5 V, +VS = 2 V, −VS = −1 V 0.23 % Differential Phase Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω to 0.5 V, +VS = 2 V, −VS = −1 V 0.77 Degrees All-Hostile Crosstalk f = 5 MHz, G = +2 −80 dB TMIN to TMAX ±3.1 DC PERFORMANCE Input Offset Voltage ±2.5 Offset Drift ±10 6 Input Bias Current mV mV µV/°C −50 +2 72 76 dB 65 dB Input Resistance 5 GΩ Input Capacitance 3.2 pF Open-Loop Gain RL = 1 kΩ to 1.5 V RL = 150 Ω to 1.5 V +50 pA INPUT CHARACTERISTICS Rev. C － 4/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit −VS − 0.3 to +VS − 0.8 V VCM = 0 V to 1.5 V 87 dB Output Voltage Swing RL = 1 kΩ to 1.5 V 0.01 to 2.98 V RL = 150 Ω to 1.5 V 0.07 to 2.87 V Output Current 1% THD with 1 MHz, VO = 2 V p-p 37 mA Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) OUTPUT CHARACTERISTICS Short-Circuit Current Sourcing 80 mA Sinking 163 mA POWER-DOWN PINS (PD1, PD2, PD3) ADA4891-3 only Threshold Voltage, VTH 1.3 V Bias Current Part enabled 48 nA Part powered down −13 µA Turn-On Time Part enabled, output rises to 90% of final value 185 ns Turn-Off Time Part powered down, output falls to 10% of final value 58 ns POWER SUPPLY Operating Range 2.7 Quiescent Current per Amplifier 5.5 V 3.5 mA ADA4891-3 only 0.73 mA Positive PSRR +VS = 3 V to 3.15 V, −VS = 0 V 76 dB Negative PSRR +VS = 3 V, −VS = −0.15 V to 0 V 72 dB Supply Current When Powered Down Power Supply Rejection Ratio (PSRR) OPERATING TEMPERATURE RANGE Rev. C −40 － 5/23 － +125 °C ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 絶対最大定格 正常動作のためには、図 6 の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。これらのカーブは、式 1 でTJ = 150°Cとして求めたものです。図 6 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。 表 3. 6V −VS − 0.5 V to +VS ±VS −65°C to +125°C −40°C to +125°C 300°C 2.0 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。 最大消費電力 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 のパッケージ内 での安全な最大消費電力は、チップのジャンクション温度上昇 により制限されます。プラスチック・パッケージを採用するデ バイスの安全な最大ジャンクション温度は、プラスチックのガ ラス転移温度により決定され、約 150 °C です。この値を一時的 に超えると、パッケージからチップに加わるストレスの変化に よりパラメータ性能がシフトすることがあります。175°C のジ ャンクション温度を長時間超えると、故障の原因になることが あります。 自然空冷時のパッケージ熱特性(θJA)、周囲温度(TA)、パッケー ジ(PD)内の合計消費電力によって、チップのジャンクション温 度が決定されます。 ジャンクション温度は次式で計算されます。 TJ = TA + (PD × θJA) (1) パッケージ内の消費電力(PD)は、静止消費電力と全出力での負 荷駆動に起因するパッケージ内の消費電力との和になります。 次式で計算することができます。 PD = (VT × IS) + (VS − VOUT) × (VOUT/RL) 1.5 1.0 8-LEAD SOIC_N 8-LEAD MSOP 5-LEAD SOT-23 0.5 14-LEAD SOIC_N 0 –55 –35 –15 5 25 45 65 85 105 125 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 図 6.周囲温度対最大消費電力 表 4 に、各ADA4891-1/ ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 パッ ケージの熱抵抗(θJA)を示します。 表 4. Package Type θJA Unit 5-Lead SOT-23 8-Lead SOIC_N 8-Lead MSOP 14-Lead SOIC_N 14-Lead TSSOP 146 115 133 162 108 °C/W °C/W °C/W °C/W °C/W ESDの注意 (2) ここで、 VT は合計電源レール。 IS は静止電流。VS は正電源レール。 VOUT はアンプの出力。 RL はアンプの出力負荷。 Rev. C TJ = 150°C 14-LEAD TSSOP 08054-002 Rating Supply Voltage Input Voltage (Common Mode) Differential Input Voltage Storage Temperature Range Operating Temperature Range Lead Temperature (Soldering, 10 sec) MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) Parameter － 6/23 － 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。 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 代表的な性能特性 4 5 3 4 2 1 0 G = +1 G = –1 OR +2 –2 –3 –4 G = +10 G = +5 –5 –6 –7 G = +1 1 0 –1 –2 –3 –4 G = +5 –5 –6 –7 VS = 5V VOUT = 200mV p-p RF = 453Ω RL = 1kΩ –8 –9 10 100 1k FREQUENCY (MHz) –10 0.1 08054-028 VS = 5V –8 VOUT = 200mV p-p RF = 604Ω –9 RL = 1kΩ –10 0.1 1 G = –1 OR +2 2 図 7.様々なゲインでの小信号周波数応答 VS = 5 V、ADA4891-1/ADA4891-2 6 VS = 2.7V VS = 3V CLOSED-LOOP GAIN (dB) VS = 5V –3 –6 –9 G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 10 100 1k 1k FREQUENCY (MHz) VS = 3V 0 VS = 5V –3 –6 –9 G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ –12 –15 0.1 08054-029 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VS = 2.7V 3 1 100 6 0 –15 0.1 10 FREQUENCY (MHz) 図 10.様々なゲインでの小信号周波数応答 VS = 5 V、ADA4891-3/ADA4891-4 3 –12 1 G = +10 図 8.様々な電源電圧での小信号周波数応答 ADA4891-1/ADA4891-2 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 08054-077 –1 3 08054-076 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 特に指定がない限り、すべてプロットは ADA4891-1、ADA4891-2、ADA4891-3、ADA4891-4 に対してキャラクタライズしたものです。 ADA4891-1 と ADA4891-2 では RF = 604 Ω (typ)、ADA4891-3 と ADA4891-4 では RF = 453 Ω (typ)。 図 11.様々な電源電圧での小信号周波数応答 ADA4891-3/ADA4891-4 5 5 +125°C +85°C +25°C 0°C –40°C 4 +85°C 0°C +125°C CLOSED-LOOP GAIN (dB) 2 1 –40°C 0 –1 –2 –3 –4 0.1 VS = 5V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 1 2 1 0 –1 –2 –3 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k –4 図 9.様々な温度での小信号周波数応答 VS = 5 V、ADA4891-1/ADA4891-2 Rev. C 3 VS = 5V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 図 12.様々な温度での小信号周波数応答 VS = 5 V、ADA4891-3/ADA4891-4 － 7/23 － 1k 08054-078 +25°C 3 08054-030 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 4 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 5 0°C CLOSED-LOOP GAIN (dB) +125°C 4 3 2 1 0 –40°C –1 –2 –3 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 –5 1 10 100 1k FREQUENCY (MHz) –6 0.1 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) VS = 3V VOUT = 2V p-p 1k –0.1 VS = 5V VOUT = 1.4V p-p –0.2 VS = 5V VOUT = 2V p-p –0.3 G = +2 RF = 604Ω RL = 150Ω 0.1 1 08054-019 VS = 3V VOUT = 1.4V p-p 10 100 0 VS = 5V VOUT = 1.4V p-p –0.1 –0.2 VS = 3V VOUT = 2V p-p –0.3 VS = 5V VOUT = 2V p-p –0.4 G = +2 RF = 374Ω RL = 150Ω –0.5 0.1 VS = 3V VOUT = 1.4V p-p 1 FREQUENCY (MHz) 10 FREQUENCY (MHz) 100 図 17.電源電圧対 0.1 dB ゲイン平坦性 G = +2、ADA4891-3/ADA4891-4 図 14.電源電圧対 0.1 dB ゲイン平坦性 G = +2、ADA4891-1/ADA4891-2 1 1 –1 G = +2 RF = 604Ω –2 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 G = +1 RF = 0Ω –3 –4 G = +5 RF = 604Ω –5 G = –1 RF = 604Ω –6 –7 –8 VS = 5V –9 RL = 150Ω VOUT = 2V p-p –10 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 0 G = –1 RF = 453Ω –1 –2 G = +5 RF = 453Ω –3 G = +1 RF = 0Ω –4 –5 –6 –7 –8 –9 –10 0.1 08054-036 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 100 0.1 0 VS = 5V RL = 150Ω VOUT = 2V p-p 1 G = +2 RF = 453Ω 10 FREQUENCY (MHz) 100 図 18.様々なゲインでの大信号周波数応答 VS = 5 V、ADA4891-3/ADA4891-4 図 15.様々なゲインでの大信号周波数応答 VS = 5 V、ADA4891-1/ADA4891-2 Rev. C 10 図 16.様々な温度での小信号周波数応答 VS = 3 V、ADA4891-3/ADA4891-4 0.1 –0.5 1 FREQUENCY (MHz) 図 13.様々な温度での小信号周波数応答 VS = 3 V、ADA4891-1/ADA4891-2 –0.4 VS = 3V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 08054-080 –6 0.1 4 –40°C － 8/23 － 1k 08054-081 –5 VS = 3V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 08054-031 –4 +85°C +125°C +25°C 0°C 6 +85°C 5 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 7 +25°C 6 08054-079 7 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 1 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) G = –1 VOUT = 2V p-p –2 G = +2 VOUT = 2V p-p –3 G = +1 VOUT = 1V p-p –4 –5 G = +5 VOUT = 2V p-p –6 –7 VS = 3V RF = 604Ω RL = 150Ω –9 –10 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k –2 G = +1 VOUT = 1V p-p –3 –4 G = +5 VOUT = 2V p-p –5 –6 –7 VS = 3V RF = 453Ω RL = 150Ω –8 –9 図 19.様々なゲインでの大信号周波数応答 VS = 3 V、ADA4891-1/ADA4891-2 –40 –50 1 G = +2 SECOND HARMONIC VS = 3V RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p –40 DISTORTION (dBc) G = +1 SECOND HARMONIC –80 –90 –100 –110 1 10 +VS = +1.9V –70 –50 –40 OUT DISTORTION (dBc) –90 G = –1 THIRD HARMONIC –70 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 3.0 G = +1 SECOND HARMONIC 1kΩ –VS = –1.1V –80 –90 G = –1 SECOND HARMONIC G = –1 THIRD HARMONIC –110 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) –120 G = +1 THIRD HARMONIC 0 0.5 1.0 1.5 2.0 VS = 3V fC = 1MHz 2.5 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 図 21.出力電圧対高調波歪み(HD2、HD3)、VS = 5 V Rev. C IN 50Ω –100 08054-040 DISTORTION (dBc) –80 –120 10 G = +1 CONFIGURATION +VS = +1.9V –50 –60 –110 1 図 23.高調波歪み(HD2、HD3)の周波数特性 VS = 3 V G = +1 SECOND HARMONIC G = +1 THIRD HARMONIC –VS = –1.1V FREQUENCY (MHz) G = –1 SECOND HARMONIC –100 1kΩ G = +1 CONFIGURATION –90 0.1 –60 –70 IN 50Ω G = +2 THIRD HARMONIC 図 20.高調波歪み(HD2、HD3)の周波数特性 VS = 5 V VS = 5V RF = 604Ω RL = 1kΩ fC = 1MHz G = +1 THIRD HARMONIC G = +1 SECOND HARMONIC –60 –80 FREQUENCY (MHz) –40 1k G = +2 SECOND HARMONIC –50 G = +1 THIRD HARMONIC –120 0.1 100 OUT G = +2 THIRD HARMONIC 08054-038 DISTORTION (dBc) –60 –70 10 FREQUENCY (MHz) 図 22.様々なゲインでの大信号周波数応答 VS = 3 V、ADA4891-3/ADA4891-4 –30 VS = 5V RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p G = –1 VOUT = 2V p-p G = +2 VOUT = 2V p-p –10 0.1 08054-037 –8 0 –1 08054-039 –1 08054-041 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 08054-082 1 図 24.出力電圧対高調波歪み(HD2、HD3)、VS = 3 V － 9/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 G = +2 RF = 604Ω RL = 150Ω fC = 1MHz –50 1k VS = 3V SECOND HARMONIC VS = 3V THIRD HARMONIC VOLTAGE NOISE (nV/ Hz) –40 DISTORTION (dBc) –60 –70 VS = 5V SECOND HARMONIC –80 VS = 5V THIRD HARMONIC 100 10 –90 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 100 –18 –36 GAIN –72 PHASE 40 –90 30 –108 20 –126 10 –144 0 –162 –10 0.001 0.01 0.1 1 10 100 –180 1k FREQUENCY (MHz) 0.02 0 –0.02 –0.04 –0.2 –0.3 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 4 1 0 CL = 0pF –2 –3 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω VOUT = 200mV p-p –4 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 5TH 6TH 7TH 9TH 10TH 3RD 4TH 5TH 6TH 7TH 8TH MODULATING RAMP LEVEL (IRE) 9TH 10TH VS = 5V, G = +2 RF = 604Ω, RL = 150Ω 1ST 2ND CL = 47pF 4 CL = 22pF 3 CL = 10pF 2 1 0 CL = 0pF –1 –2 –3 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω VOUT = 200mV p-p 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 図 30.様々な CL での小信号周波数応答 ADA4891-3/ADA4891-4 図 27.様々な CL での小信号周波数応答 ADA4891-1/ADA4891-2 Rev. C 8TH 5 –4 0.1 08054-044 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) CL = 47pF –1 4TH 図 29.微分ゲイン誤差と微分位相誤差 6 CL = 10pF 3RD 0 –0.1 6 2 2ND 0.1 7 CL = 22pF 1ST 0.2 7 3 VS = 5V, G = +2 RF = 604Ω, RL = 150Ω 0.3 図 26.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性 5 10M 0.04 –0.06 DIFFERENTIAL PHASE ERROR (Degrees) 50 –54 PHASE (Degrees) 60 1M 0.06 0 08054-043 OPEN-LOOP GAIN (dB) 70 100k 図 28.入力電圧ノイズの周波数特性 DIFFERENTIAL GAIN ERROR (%) VS = 5V RL = 1kΩ 80 10k FREQUENCY (Hz) 図 25.出力電圧対高調波歪み(HD2、HD3)、G = +2 90 1k 08054-045 1.0 08054-060 0.5 VS = 5V G = +1 － 10/23 － 1k 08054-083 0 1 10 08054-042 –100 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 100 100k VS = 5V G = +1 10k OUTPUT IMPEDANCE (Ω) OUTPUT IMPEDANCE (Ω) 10 1 0.1 1k 100 10 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1 0.01 08054-046 0.01 0.01 10 100 図 34.クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性 デバイスをディスエーブル(ADA4891-3 の場合) 1.5 G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ G = +2 VOUT = 2V p-p VS = 5V RL = 1kΩ 1.0 100 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (mV) 1 FREQUENCY (MHz) 図 31.クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性 デバイスをイネーブル VS = 3V 0.1 08054-089 VS = 5V G = +1 VS = 5V 0 –100 0.5 VS = 5V RL = 150Ω VS = 3V RL = 150Ω VS = 3V RL = 1kΩ 0 –0.5 5ns/DIV –1.5 10 20 図 32.小信号ステップ応答 G = +1 70 80 90 VS = 3V G = +1 VOUT = 1V p-p 0.5 RL = 150Ω 0 –1 RL = 150Ω 0 5ns/DIV 0.5V/DIV 図 33.大信号ステップ応答 VS = 5 V、G = +1 図 36.大信号ステップ応答 VS = 3 V、G = +1 － 11/23 － 08054-050 5ns/DIV 08054-049 –0.5 0.5V/DIV Rev. C 50 60 TIME (ns) RL = 1kΩ OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 1 40 図 35.大信号ステップ応答 G = +2 VS = 5V G = +1 VOUT = 2V p-p RL = 1kΩ 30 08054-047 50mV/DIV 08054-048 –1.0 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 200 0.30 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω VOUT = 2V p-p 0.20 190 FALLING EDGE 180 SLEW RATE (V/µs) 0 –0.10 170 160 –0.20 30 35 40 45 140 1.0 OUTPUT 0 08054-071 5ns/DIV 2 INPUT –1 –2 –3 08054-070 5ns/DIV VS = ±2.5V G = –2 RL = 1kΩ 0 –1 OUTPUT 1V/DIV 5ns/DIV –3 図 39.正電源レールからの出力オーバードライブ回復 Rev. C 5ns/DIV 1 –2 1V/DIV 1V/DIV INPUT 1 0 5.0 OUTPUT 3 AMPLITUDE (V) AMPLITUDE (V) 2 4.5 図 41.負電源レールからの入力オーバードライブ回復 VS = ±2.5V G = –2 RL = 1kΩ OUTPUT 4.0 –1 –3 図 38.正電源レールからの入力オーバードライブ回復 3 3.5 INPUT –2 1V/DIV 3.0 VS = ±2.5V G = +1 RL = 1kΩ 0 AMPLITUDE (V) AMPLITUDE (V) 1 1 –1 2.5 図 40.出力ステップ対スルーレート VS = ±2.5V G = +1 RL = 1kΩ INPUT 2.0 OUTPUT STEP (V) 図 37.0.1%への短時間セトリング・タイム 3 1.5 08054-063 25 08054-061 0 08054-051 150 TIME (ns) 2 RISING EDGE 図 42.負電源レールからの出力オーバードライブ回復 － 12/23 － 08054-052 SETTLING (%) 0.10 –0.30 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 –10 0 VS = 5V VS = 5V G = +2 RL = 150Ω –10 –20 –20 –30 ISOLATION (dB) CMRR (dB) –30 –40 –50 –60 TSSOP –40 –50 –60 SOIC –70 –70 –80 –80 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) –100 0.1 08054-090 –90 0.01 OUTPUT SATURATION VOLTAGE (V) –40 +PSRR –50 –60 –PSRR –70 VS = 5V 0.9 G = –2 RF = 604Ω 0.8 0.7 VOH, +125°C VOH, +25°C VOH, –40°C VOL, +125°C VOL, +25°C VOL, –40°C 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 0 08054-054 0.1 0 6.0 QUIESCENT SUPPLY CURRENT (mA) CROSSTALK (dB) –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 100 1k FREQUENCY (MHz) 50 60 70 80 90 100 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 –20 0 20 40 60 80 100 120 TEMPERATURE (ºC) 図 45.全クロストーク(出力―出力間)の周波数特性 Rev. C 40 VS = 5V 3.0 –40 08054-072 10 30 図 47.出力飽和電圧対負荷電流および温度 Vs = 5V G = +2 RL = 1 kΩ VOUT = 2V p-p 1 20 ILOAD (mA) 図 44.PSRR の周波数特性 –100 0.1 10 08054-056 0.1 –80 0.01 –20 1k 図 48.アンプ 1 個あたりの電源電流の温度特性 － 13/23 － 08054-057 PSRR (dB) –30 –10 100 1.0 Vs = 5V G = +1 –20 0 10 FREQUENCY (MHz) 図 46.順方向アイソレーションの周波数特性 (ADA4891-3 の場合) 図 43.CMRR の周波数特性 –10 1 08054-084 –90 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5 4.8 SUPPLY VOLTAGE (V) 08054-058 QUIESCENT SUPPLY CURRENT (mA) 4.4 図 49.電源電圧対アンプあたりの電源電流 Rev. C － 14/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 アプリケーション情報 広帯域反転ゲイン動作 ADA4891 の使い方 ADA4891 ファミリーのアンプの微妙な点を理解すると、デバイ スからピーク性能を取り出す方法が見えてきます。次のセクシ ョンでは、ゲインの影響、部品値、ADA4891 性能の寄生につい て説明します。ADA4891 の広帯域非反転ゲイン構成を 図 50 に、 ADA4891 の広帯域反転ゲイン構成を 図 51 に、それぞれ示しま す。 +VS 0.1µF VO ADA4891 広帯域非反転ゲイン動作 50Ω SOURCE VI +VS 10µF RL RG RF RT 0.1µF 0.1µF 10µF 10µF VI –VS VO ADA4891 RT 図 51.反転ゲイン構成 RL RF 図 51 に反転ゲイン構成を示します。反転ゲイン構成の場合、RT とRGの並列接続を入力ソース・インピーダンスに一致するよう に設定します。 RG –VS 10µF バイアス電流の相殺抵抗は、ADA4891 の入力バイアス電流が非 常に小さいため(2 pA 以下)、アンプの非反転入力では不要なこ とに注意してください。このため、バイアス電流により発生す る DC 誤差は無視できます。 08054-023 0.1µF 08054-024 50Ω SOURCE 図 50.非反転ゲイン構成 図 50 で、RFとRGはそれぞれ帰還抵抗とゲイン抵抗を表します。 RFとRGの組み合わせにより、アンプのノイズ・ゲインが決まり ます。RF値は 0.1 dB帯域幅を決定します(詳細については、RFの 0.1 dBゲイン平坦性に対する影響のセクション参照)。ADA48911/ADA4891-2 に対するRF 値(typ)の範囲は 549 Ω～698 Ωに、 ADA4891-3/ADA4891-4 に 対 す る RF 値 (typ) の 範 囲 は 301 Ω ～ 453 Ωに、それぞれなります。 制御されたインピーダンス信号パスでは、RT は入力ソース・イ ンピーダンスに一致するようにデザインされた入力終端抵抗と して使われます。RT は通常の動作では必要とされないことに注 意してください。RT は一般に入力ソース・インピーダンスに一 致するように設定されます。 非反転構成と反転ゲイン構成では、RF 値を大きくして出力負荷 を小さくすることが役立つことがあります。RF 値を大きくする と、高調波歪みが改善されますが、アンプの 0.1 dB 帯域幅が狭 くなります。この影響については、RF の 0.1 dB ゲイン平坦性へ の影響のセクションで説明します。 推奨値 表 5 と 表 6 に、種々の構成に対するクイック・リファレンスを示 して、ゲインの−3 dB小信号帯域幅に対する影響、スルーレート、 ADA4891-1/ADA4891-2/ ADA4891-3/ADA4891-4 のピーキングを 示します。ゲイン帯域幅積の関係から予想されるように、ゲイ ンを大きくすると、小信号帯域幅が減少します。さらに、ゲイ ンが大きくなると位相マージンが改善され、アンプの安定性が 強化されます。結果として、周波数応答のピーキングが小さく なります(図 7 と 図 10 参照)。 表 5.推奨部品値およびゲインの ADA4891-1/ADA4891-2 性能に対する影響(RL = 1 kΩ) Feedback Network Values −3 dB Small-Signal Bandwidth (MHz) Slew Rate (V/µs) Gain RF (Ω) RG (Ω) VOUT = 200 mV p-p tR tF Peaking (dB) −1 +1 +2 +5 +10 604 0 604 604 604 604 Open 604 151 67.1 118 240 120 32.5 12.7 188 154 170 149 71 192 263 210 154 72 1.3 2.6 1.4 0 0 Rev. C － 15/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 表 6.推奨部品値およびゲインの ADA4891-3/ADA4891-4 性能に対する影響(RL = 1 kΩ) Feedback Network Values −3 dB Small-Signal Bandwidth (MHz) Slew Rate (V/µs) Gain RF (Ω) RG (Ω) VOUT = 200 mV p-p tR tF Peaking (dB) −1 +1 +2 +5 +10 453 0 453 453 453 453 Open 453 90.6 45.3 97 220 97 31 13 186 151 181 112 68 194 262 223 120 67 0.9 4.1 0.9 0 0 0.3 ゲイン平坦性はビデオ・アプリケーションで重要な仕様です。 この仕様は、通過帯域内での信号振幅の最大許容偏差を表しま す。テストによれば、人間の目は 1%以下の輝度変動を区別で きないと言われています。この 1%以下の輝度変動は通過帯域 内での 0.1 dB 信号低下に、または単純に 0.1 dB のゲイン平坦性 に対応します。 PCB のレイアウト構成とチップの接続パッドは、しばしば漂遊 容量の原因になります。反転入力での漂遊容量は、帰還抵抗お よびゲイン抵抗と一緒に極を形成します。この極の追加により、 位相シフトが増えてクローズド・ループ位相応答で位相マージ ンが小さくなるため、アンプの不安定性と周波数応答でのピー キングが発生します。 図 52 と 図 53 に、帰還抵抗RFに種々の値を使った場合について、 デバイスの 0.1 dBゲイン平坦性に対するRF値の影響を示します。 図 52 に、ADA4891-1/ADA4891-2 に対する影響を示します。図 53 に、ADA4891-3/ADA4891-4 に対する影響を示します。RF値 が大きいほど、ピーキングが大きくなることに注意してくださ い。これは、RFと入力漂遊容量で形成される追加極の周波数が 下に移動して、アンプの内部極との干渉が大きくなるためです。 0.2 RG = RF = 604Ω 0.1 RG = RF = 357Ω 0 RG = RF = 301Ω –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 VS = 5V G = +2 VOUT = 2V p-p RL = 150Ω 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 図 53.0.1 dB ゲイン平坦性 非反転ゲイン構成、ADA4891-3/ADA4891-4 所望の 0.1 dB帯域幅を得るためには、図 52 と 図 53 に示すよう に、帰還抵抗RFを調節します。RFを調節できない場合は、小さ いコンデンサをRFに並列接続してピーキングを小さくします。 RG × CS = RF × CF RG = RF = 549Ω ここで、 RG はゲイン抵抗。 CS は入力漂遊容量。 RF は帰還抵抗。 CF は帰還コンデンサ。 –0.1 –0.2 VS = 5V G = +2 VOUT = 2V p-p RL = 150Ω –0.4 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 図 52.0.1 dB ゲイン平坦性 非反転ゲイン構成、ADA4891-1/ADA4891-2 Rev. C RG = RF = 453Ω 0.1 –0.5 0.1 0 –0.3 RG = RF = 402Ω 帰還コンデンサ CF と帰還抵抗によりゼロ点が形成され、このゼ ロ点は入力漂遊容量、ゲイン、帰還抵抗により形成される極に より相殺されます。CF 値決定の最初のパスでは、次の式を使い ます。 RG = RF = 649Ω 100 08054-022 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) RG = RF = 698Ω 0.2 08054-085 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) RFの 0.1 dBゲイン平坦性への影響 この式を使うと、アンプの元のクローズド・ループ周波数応答が 回復されます(漂遊入力容量がない場合のように)。ただし、多く の場合 CF 値は経験的に決定されます。 図 54 に、ピーキングを小さくするために帰還コンデンサに種々 の値を使った場合の影響を示します。この場合は、ADA4891-1/ ADA4891-2 をデモ目的で使用し、RF = RG = 604 Ωとしてありま す。入力漂遊容量とボード寄生の組み合わせは、約 2 pFです。 － 16/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 次の 4 つの方法により、出力容量負荷の影響を小さくすることが できます。 CF = 1pF 0 CF = 3.3pF –0.1 VS = 5V G = +2 RF = 604Ω RL = 150Ω VOUT = 2V p-p –0.3 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 図 54.0.1 dB ゲイン平坦性対 CF VS = 5 V、ADA4891-1/ADA4891-2 容量負荷の駆動 容量性の大きい負荷はアンプ出力インピーダンスと干渉して、 位相マージンの低下と後段でのピーキングまたは発振の原因に なります。ADA4891-1/ADA4891-2 を使ってこの影響を示します (図 55 と 図 56 参照)。 図 57 に、ワーストケース周波数応答(ゲイン= +1)でピーキング を小さくするためにスナブ抵抗(RS)を使う効果を示します。RS = 100 Ωを使うと、ピーキングが 3 dBだけ小さくなります。ただし、 出力で減衰するためクローズド・ループ・ゲインが 0.9 dB小さ くなります。RSを 0 Ω～100 Ωで調節して、ピーキングの許容レ ベルとクローズド・ループ・ゲインを維持することができます( 図 57 参照)。 8 8 6 4 MAGNITUDE (dB) 4 MAGNITUDE (dB) 2 0 –2 2 –4 –10 0.1 1 –8 10 100 FREQUENCY (MHz) RS OUT RL CL 50Ω 1 10 図 57.スナブ抵抗を使ったクローズド・ループ周波数応答 CL = 6.8 pF 図 58 は、図 56 の過渡応答と比較した場合、スナブ抵抗(RS = 100 Ω)の使用により過渡応答が大きく改善されていることを示し ています。 VS = 5V G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF VS = 5V G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF RS = 100Ω OUTPUT VOLTAGE (mV) 100 0 50mV/DIV 50ns/DIV 08054-034 –100 図 56.200 mV ステップ応答 CL = 6.8 pF、ADA4891-1/ADA4891-2 100 0 –100 50mV/DIV 図 58.200 mV ステップ応答 CL = 6.8 pF、RS = 100 Ω Rev. C 100 FREQUENCY (MHz) 図 55.クローズド・ループ周波数応答 CL = 6.8 pF、ADA4891-1/ADA4891-2 OUTPUT VOLTAGE (mV) VIN 200mV STEP –10 0.1 08054-032 –8 RS = 100Ω –2 –6 VS = 5V VOUT = 200mV p-p G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF RS = 0Ω 0 –4 –6 VS = 5V VOUT = 200mV p-p G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF 6 － 17/23 － 50ns/DIV 08054-035 –0.2 出力抵抗負荷を小さくします。これにより極が遠ざけられ るため、位相マージンが改善されます。 位相マージンを大きくするほど、ノイズ・ゲインが大きく なります。クローズド・ループ・ゲインが増加すると、位 相マージンが増えるため、大きなコンデンサ負荷を接続し てもピーキングが大きくなりません。 −IN から出力までの間に、RF と並列にコンデンサ(CF)を追 加します。これによりクローズド・ループ周波数応答にゼ ロ点が追加されます。このゼロ点は、容量負荷とアンプの 出力インピーダンスにより形成される極を相殺させる傾向 を持ちます。詳細については、RF の 0.1 dB ゲイン平坦性へ の影響のセクションを参照してください。 小さい値の抵抗を出力に直列に挿入して、アンプの出力ス テージから負荷容量を分離します。 08054-033 CF = 0pF 0.1 08054-025 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0.2 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 未使用アンプの終端 単電源動作 複数のアンプを実装したパッケージでの未使用アンプの終端は、 機能的なアンプの正常動作を保証する重要なステップです。未 終端アンプは発振して消費電力が大きくなることがあります。 未使用アンプの推奨終端手順は、すべての未使用アンプをユニ ティ・ゲインに構成して、非反転入力を電源電圧の中点に接続 することです。対称なバイポーラ電源の場合、これは非反転入 力をグラウンドへ接続することを意味します(図 59 参照)。 ADA4891 は単電源でも動作することができます。図 61 に、5 V 単電源ビデオ・ドライバとして構成されたADA4891-3 を示しま す。 +VS ADA4891 –VS 08054-064 入力信号は、コンデンサ C1 を介してアンプに AC 結合さ れます。 抵抗 R2 と抵抗 R4 により、アンプ入力のリファレンスが電 源中心値に設定されます。 コンデンサ C5 はゲイン設定抵抗(RG)に定電流が流れるのを 阻止し、ADA4891-3 入力の電源中点電圧に対して DC ユニ ティ・ゲインとなるようにして、出力電圧が電源中点にな るように設定します。 コンデンサ C6 は出力結合コンデンサです。 単電源動作で得られる大信号周波数応答は両電源動作と同じで す(図 18 に大信号周波数応答を示します)。 図 59.対称バイポーラ電源での未使用アンプの終端 単電源アプリケーションでは、仮想電源中点を設ける必要があ ります。これはシンプルな抵抗分圧器で実現することができま す。図 60 に、単電源構成で未使用アンプを終端する適切な接続 を示します。 +VS 2.5kΩ 4 個の低周波極が、R2/2 と C2、R3 と C1、RG と C5、RL と C6 により形成されます。この構成では、低周波での−3 dB カット オフ周波数が 12 Hz です。C1、C2、C5、C6 の値を調節するこ とにより、低周波−3 dB カットオフ・ポイントを変えて、個々 のデザインに合わせることができます。 オ ペ ア ン プ の 単 電 源 動 作 の 詳 細 に つ い て は 、 http: //www.analog.com/jp/index.htmlから提供しているアナログ・ダイ アログ資料「Avoiding Op Amp Instability Problems in Single-Supply Applications (Volume 35, Number 2)」をご覧ください。 +5V +5V 図 60.単電源での未使用アンプの終端 表 7 に、パワーダウン機能の動作をまとめます。 表 7.ディスエーブル機能 Amplifier Status Enabled Disabled Rev. C R4 50kΩ C4 0.01µF C6 22µF VIN ADA4891-3 には、アンプを使用しないとき消費電力を小さくす るために使用できるディスエーブル機能があります。アンプが パワーダウンすると、出力は高インピーダンス状態になります。 周波数が高くなると出力インピーダンスは小さくなります。こ の影響は 図 34 から分かります。パワーダウン機能を使うと、 50 MHzで−40 dBの順方向アイソレーションを実現することがで きます。図 46 に、順方向アイソレーションの周波数特性データ を示します。PD1ピン、PD2ピンまたはPD3ピンをロー・レベル にすると、パワーダウン機能がアサートされます。 >VTH or floating <VTH C3 10µF R3 100kΩ ディスエーブル機能(ADA4891-3 の場合) Power-Down Pin Connection (PDx) R2 50kΩ C2 1µF － 18/23 － R1 50Ω C1 22µF VOUT RL 150Ω RG 453Ω C5 22µF RF 453Ω ADA4891-3 –VS 図 61.単電源ビデオ・ドライバの回路図 08054-086 ADA4891 08054-065 2.5kΩ ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 マルチプレクサ ビデオ再生フィルタ アクティブ・フィルタの一般的なアプリケーションの 1 つは、 ビデオ D/A コンバータ(DAC)/エンコーダの出力に存在します。 このフィルタ(ビデオ再生フィルタ)は、ビデオ DAC/エンコーダ 出力で、DAC 内のサンプリング・プロセスで発生した複数のイ メージを除去するために使用されます。携帯型ビデオ・アプリ ケーションの場合、ADA4891 は低消費電力条件と高性能を持っ ているため最適な選択肢になります。 アクティブ・フィルタの場合、アンプの−3 dB 帯域幅をフィル タのコーナー周波数の少なくとも 10 倍にすることが経験則によ り採用されています。これにより、アンプによる初期ロールオ フが生じないため、通過帯域がカットオフ周波数まで平坦にな ります。 15 MHz、3 極、Sallen-Keyローパス・ビデオ再生フィルタの例を 図 62 に示します。この回路では、ゲイン= +2、0.1 dB帯域幅= 7.3 MHz、29.7 MHzで 17 dB以上の減衰が得られます(図 63 参照)。 このフィルタには 3 個の極があり、2 個はアクティブ極、1 個は 出力にあるパッシブ極(R6 とC4)です。C3 によりフィルタ・ロ ールオフが改善されています。R6、R7、R8 は、150 Ωのビデオ 負荷を構成しています。部品R6、C4、R7、R8、およびネット ワーク・アナライザの入力終端により 6 dB減衰器が構成されて いるため、リファレンス・レベルはほぼ 0 dBになっています(図 63 参照)。 ADA4891-3 には、消費電力を節約するためにアンプをパワーダ ウンさせるか、またはマルチプレクサ回路を構成するときに使 うディスエーブル・ピンがあります。複数個の ADA4891-3 出力 を相互接続して、1 つの出力のみをイネーブルする場合、イネ ーブルされたアンプの信号のみが出力に現れます。この構成は、 種々の入力信号ソースを選択するときに使われます。さらに、 同じ入力信号を異なるゲイン・ステージまたは異なるチューニ ングのフィルタに入力して、ゲイン・ステップ・アンプまたは 周波数選択可能アンプを構成します。 図 64 に、2 個のADA4891-3 デバイスを使って 2 つの入力を選択 するマルチプレクサを構成する回路図を示します。1 つの入力 は 1 V p-pの 3 MHz正弦波で、他の入力は 2 V p-pの 1 MHz正弦 波です。 +2.5V 49.9Ω R6 6.8Ω C1 51pF R7 68.1Ω C4 1nF R4 1kΩ –2.5V 49.9Ω 453Ω VOUT 453Ω R8 75Ω VOUT 49.9Ω 2V p-p 1MHz 08054-062 C3 15pF 49.9Ω 0.1µF 10µF 0.1µF 10µF 49.9Ω ADA4891-3 –2.5V 453Ω 453Ω HCO4 SELECT 図 62.15 MHz ビデオ再生フィルタの回路図 図 64.2 個の ADA4861-3 デバイスを使用した 2: 1 マルチプレクサ 0 –3 図 65 に、この回路のセレクト信号と出力波形を示します。 –6 –9 MAGNITUDE (dB) 10µF 08054-087 +5V R5 1kΩ 0.1µF +2.5V R2 R3 47Ω 125Ω R1 10µF ADA4891-3 1V p-p 3MHz C2 51pF VIN 0.1µF 1V/DIV 1µs/DIV 5V/DIV 1µs/DIV –12 –15 OUTPUT –18 –21 –24 –27 –30 SELECT –33 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 図 63.ビデオ再生フィルタの周波数性能 Rev. C 図 65.ADA4861-3 マルチプレクサの出力 － 19/23 － 08054-088 –39 0.03 08054-059 –36 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 レイアウト、グラウンド接続、バイパス 電源のバイパス 入力から出力へのカップリング 電源ピンはもう 1 つのオペアンプ入力と見なすことができます。 このため、これらの入力に対してクリーンな低ノイズの DC 電 圧源を接続するように注意する必要があります。バイパス・コ ンデンサの目的は、電源からグラウンドまでの低インピーダン ス・パスを広い周波数範囲で実現することですが、このために ノイズの大部分がグラウンドへシャントまたはフィルタされま す。パイパスも、安定性、周波数応答、歪み、PSRR 性能にと って重要です。 入力と出力の間の容量結合を小さくして、正帰還を防止するた め、入力信号パターンと出力信号パターンを並行させないよう にしてください。さらに、入力パターンを互いに近づけないよ うにします。2 つの入力を最小 7 ミル離すことが推奨されます。 グラウンド接続 可能な場合は、グラウンド・プレーンと電源プレーンを使用しま す。グラウンド・プレーンと電源プレーンは、電源配線とグラ ウンド・リターンの抵抗とインダクタンスを小さくします。複 数のプレーンを使う場合は、複数のビァを使って相互接続する 必要があります。入力のリターン、出力の終端、バイパス・コ ンデンサ、RG はすべて、ADA4891 のできるたけ近くに配置す る必要があります。グラウンド・ビァを部品実装パッドの側ま たは端に配置して、確実なグラウンド・リターンを確保する必 要があります。出力負荷のグラウンドとバイパス・コンデンサ のグラウンドは寄生インダクタンスを小さくするためグラウン ド・プレーン上の共通の 1 点に戻して、歪み性能を良くする必 要があります。 入力バイアス電流が極めて小さいアンプ・アプリケーションで は、漂遊リーク電流パスを小さく維持する必要があります。ア ンプ入力と近傍のパターンとの間に電位差があると、PCB を通 るリーク・パスが発生します。アンプ入力に、1 V の信号とグ ラウンドまでの 100 GΩ が存在するとします。これによるリー ク電流は 10 pA になります。これは、アンプの一般的な入力バ イアス電流の 5 倍の大きさです。不適切な PCB レイアウト、汚 染物質、ボード材料により大きなリーク電流が発生します。一般 的なボード上の汚染物質は、皮脂、湿気、ハンダ溶剤、洗浄剤 です。したがって、ボードを完全にクリーンにし、ボード表面 の汚染物質をなくして、ADA4891 の低入力バイアス電流をフル 利用できるようにする必要があります。 リーク・パスを大幅に小さくするためには、ガード・リング/シ ールドを入力の周囲に使用する必要があります。入力ピンを囲 むガード・リングを入力信号と同じ電位にすると、ピン間の電 位差を小さくすることができます。ガード・リングを有効にす るためには、比較的低インピーダンス・ソースでそれを駆動し、 多層ボードを使用する場合入力リードのすべての面(上と下)を 完全に取り囲む必要があります(図 66 参照)。 GUARD RING GUARD RING 図 66.ガード・リングの構成 入力容量と出力容量 高速アンプは入力とグラウンドとの間の寄生容量に対して敏感 です。高い周波数では、数 pF の容量でも入力インピーダンスを 低下させて、アンプ・ゲインを大きくするため、周波数応答で ピーキングが生じ、最悪の場合には発振することもあります。 入力ピンに接続される外付けの受動部品は、寄生容量を回避す るため出来るだけ入力の近くに配置することが推奨されます。 ADA4891-1 の 5 ピンSOT-23 パッケージでは、リーク・パスを 最小にする上で困難が伴います。ピン間隔が非常に狭いため、 ガード・リングを構成する際に注意が必要がです(推奨ガード・ リング構造については 図 67 を参照)。 さらに、ADA4891 ピンの下のすべてのグラウンド・プレーンと 電源プレーンの銅箔を除去して、入力ピンおよび出力ピンとグ ラウンドとの間に寄生容量が発生しないようにする必要があり ます。ADA4891 ピンの下からグラウンド・プレーンまたは電源 プレーンの銅箔を除去しない場合、SOIC フットプリント上の 1 個のマウント・パッドにより、グラウンドとの間に 0.2 pF もの 容量が追加されてしまいます。実際、グラウンド・プレーンと 電源プレーンは、ボードの全層で入力ピンから少なくとも 0.05 mm 離す必要があります。 － 20/23 － OUT ADA4891-1 +VS OUT ADA4891-1 +VS –VS –VS +IN –IN INVERTING +IN –IN NONINVERTING 図 67.ガード・リングのレイアウト、5 ピン SOT-23 08054-068 寄生容量はピーキングと不安定性を発生させるため、安定動作 のためには小さくする必要があります。 Rev. C NONINVERTING INVERTING 08054-067 部品とパッケージの間でパターンを使用する場合、0.1 µF のチ ップ・コンデンサ(X7R または NPO)は不可欠であり、アンプ・ パッケージのできるだけ近くに配置する必要があります。この ようなコンデンサに対しては、直列インダクタンスの小さい優 れた高周波性能を提供する 0508 ケース・サイズが推奨されます。 0.1 µF コンデンサのような大きなチップ・コンデンサは、同じ 信号パス内の隣接する複数のアクティブ部品間で共用すること ができます。10 μF のコンデンサは高周波バイパスに重要では ありませんが、低周波に対するバイパス機能を強化します。 リーク電流 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 外形寸法 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890) 8 4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497) 5 1 6.20 (0.2441) 5.80 (0.2284) 4 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-AA 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 68.8 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) 3.00 2.90 2.80 1.70 1.60 1.50 5 1 4 2 3.00 2.80 2.60 3 0.95 BSC 1.90 BSC 0.15 MAX 0.05 MIN 1.45 MAX 0.95 MIN 0.50 MAX 0.35 MIN 0.20 MAX 0.08 MIN SEATING PLANE 10° 5° 0° COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-AA 0.20 BSC 0.55 0.45 0.35 121608-A 1.30 1.15 0.90 図 69.5 ピン・スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[SOT-23] (RJ-5) 寸法: mm Rev. C － 21/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 5.15 4.90 4.65 5 1 4 PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.23 0.09 6° 0° 0.40 0.25 0.80 0.55 0.40 10-07-2009-B 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 図 70.8 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 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 71.14 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 72.14 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. C － 22/23 － ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 オーダー・ガイド Model1 Temperature Range Package Description Package Option Branding ADA4891-1ARZ ADA4891-1ARZ-RL ADA4891-1ARZ-R7 ADA4891-1ARJZ-R7 ADA4891-1ARJZ-RL −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 SOIC_N 8-Lead SOIC_N, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC_N, 7” Tape and Reel 5-Lead SOT-23, 7” Tape and Reel 5-Lead SOT-23, 13” Tape and Reel R-8 R-8 R-8 RJ-5 RJ-5 H1W H1W ADA4891-2ARZ ADA4891-2ARZ-RL ADA4891-2ARZ-R7 ADA4891-2ARMZ ADA4891-2ARMZ-RL ADA4891-2ARMZ-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 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N 8-Lead SOIC_N, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC_N, 7” Tape and Reel 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP, 13" Tape and Reel 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel R-8 R-8 R-8 RM-8 RM-8 RM-8 H1U H1U H1U ADA4891-3ARUZ ADA4891-3ARUZ-R7 ADA4891-3ARUZ-RL ADA4891-3ARZ ADA4891-3ARZ-R7 ADA4891-3ARZ-RL −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 14-Lead TSSOP 14-Lead TSSOP, 7” Tape and Reel 14-Lead TSSOP, 13” Tape and Reel 14-Lead SOIC_N 14-Lead SOIC_N, 7” Tape and Reel 14-Lead SOIC_N, 13” Tape and Reel RU-14 RU-14 RU-14 R-14 R-14 R-14 ADA4891-4ARUZ ADA4891-4ARUZ-R7 ADA4891-4ARUZ-RL ADA4891-4ARZ ADA4891-4ARZ-R7 ADA4891-4ARZ-RL −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 14-Lead TSSOP 14-Lead TSSOP, 7” Tape and Reel 14-Lead TSSOP, 13” Tape and Reel 14-Lead SOIC_N 14-Lead SOIC_N, 7” Tape and Reel 14-Lead SOIC_N, 13” Tape and Reel RU-14 RU-14 RU-14 R-14 R-14 R-14 ADA4891-1AR-EBZ ADA4891-1ARJ-EBZ ADA4891-2AR-EBZ ADA4891-2ARM-EBZ ADA4891-3AR-EBZ ADA4891-3ARU-EBZ ADA4891-4AR-EBZ ADA4891-4ARU-EBZ 1 Evaluation Board for 8-Lead SOIC_N Evaluation Board for 5-Lead SOT-23 Evaluation Board for 8-Lead SOIC_N Evaluation Board for 8-Lead MSOP Evaluation Board for 14-Lead SOIC_N Evaluation Board for 14-Lead TSSOP Evaluation Board for 14-Lead SOIC_N Evaluation Board for 14-Lead TSSOP Z = RoHS 準拠製品 Rev. C － 23/23 －