日本語版

マイクロパワーRRIOオペアンプ
ADA4092-4
単電源動作: 2.7 V～36 V
広い入力電圧範囲
レール to レールの出力振幅
低電源電流: アンプ 1 個あたり 200 µA
広い帯域幅: 1.4 MHz
高位相マージン: 69°
スルーレート: 0.4 V/µs
低オフセット電圧: 最大 1.50 mV
位相反転なし
過電圧保護機能(OVP)
±5 V で電源レールの上下 25 V
±15 V で電源レールの上下 12 V
14
OUTD
13
–IND
ADA4092-4
12
+IND
TOP VIEW
(Not to Scale)
11
–V
10
+INC
OUTA 1
–INA
2
+INA
3
+V
4
+INB 5
–INB
6
9
–INC
OUTB
7
8
OUTC
08803-001
ピン配置
特長
図 1. 14 ピン TSSOP (RU-14)
アプリケーション
工業用プロセス制御
バッテリ駆動の計装機器
電源の制御と保護
通信
リモート・センサー
低電圧ストレイン・ゲージ・アンプ
DAC 出力アンプ
概要
ADA4092-4 は、レール to レールの入力と出力を持つマイクロパ
ワー、単電源、1.4 MHz 帯域幅のクワッド・アンプです。+2.7 V
～+30 V の単電源と±1.35 V～±15 V の両電源での動作が保証さ
れています。
ADA4092-4 は、−40°C ～+125°Cの拡張工業温度範囲で仕様が規
定されています。ADA4092-4 はアナログ・デバイセズの 36 V低
消費電力オペアンプ・ファミリーに属し、このファミリーの拡
張は続いています(表 1 参照)。
ADA4092-4 は、入力電圧が位相反転またはラッチアップを起こ
さずに安全にいずれかの電源電圧を超えることを可能にする独
自な入力ステージを採用しています。この機能は過電圧保護機
能(OVP)と呼ばれています。
ADA4092-4 は、14 ピン TSSOP 表面実装パッケージを採用して
います。
これらのアンプのアプリケーションとしては、携帯型通信機器、
電源の制御/保護、広い出力範囲を持つトランスジューサのイン
ターフェースなどがあります。レール to レール入力のアンプを
必要とするセンサーとしては、ホール効果、圧電、抵抗などの
トランスジューサがあります。
表 1.低消費電力、36 V オペアンプ
Family
Single
Dual
Quad
Rail-to-Rail I/O
RRIO
Precision
PJFET
ADA4092-4
ADA4091-2
ADA4091-4
AD8682
AD8684
Low
Noise
OP1177
OP2177
OP4177
例えば、入力と出力でレール to レールの振幅が可能であるため、
単電源システムでマルチステージ・フィルタを構築し、高い信
号対ノイズ比(SNR)を維持することができます。
Rev. A
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。
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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
ADA4092-4
目次
特長......................................................................................................1
ESDの注意 ...................................................................................... 6
アプリケーション ..............................................................................1
代表的な性能特性.............................................................................. 7
ピン配置..............................................................................................1
動作原理............................................................................................ 15
概要......................................................................................................1
入力ステージ................................................................................ 15
改訂履歴..............................................................................................2
出力ステージ................................................................................ 15
仕様......................................................................................................3
入力過電圧保護機能 .................................................................... 16
電気的仕様 ......................................................................................3
コンパレータ動作 ........................................................................ 16
絶対最大定格 ......................................................................................6
外形寸法............................................................................................ 17
熱抵抗..............................................................................................6
オーダー・ガイド ........................................................................ 17
改訂履歴
5/10—Rev. 0 to Rev. A
Changes to Data Sheet Title, General Description,
and Table 1 ...........................................................................................1
4/10—Revision 0: Initial Version
Rev. A
－ 2/17 －
ADA4092-4
仕様
電気的仕様
特に指定がない限り、VSY = ±1.5 V、VCM = 0 V、TA = 25°C。
表 2.
Parameter
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
Offset Voltage Drift
Input Bias Current
Symbol
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
−1.5
−2.5
+0.2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
+1.5
+2.5
mV
mV
µV/°C
nA
nA
nA
nA
nA
nA
V
dB
dB
dB
dB
dB
dB
VOS
ΔVOS/ΔT
IB
−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
IVR
CMRR
Large Signal Voltage Gain
AVO
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High
Output Voltage Low
Short-Circuit Limit
Closed-Loop Impedance
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio
Supply Current per Amplifier
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate
Settling Time
Gain Bandwidth Product
Phase Margin
NOISE PERFORMANCE
Voltage Noise
Voltage Noise Density
Rev. A
VOH
VOL
ISC
ZOUT
PSRR
ISY
VCM = −1.5 V to +1.5 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ, VO = −1.2 V to +1.2 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, VO = −1.2 V to +1.2 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
−60
−60
−275
−4
−5
−75
−1.5
70
68
106
101
92
85
RL = 100 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C to +125°C
RL = 100 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Source/sink
f = 1 MHz, AV = +1
1.485
1.480
1.470
1.455
VSY = 2.7 V to 36 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
98
90
3
−45
+1
+60
+275
+4
+5
+75
+1.5
85
113
94
1.495
1.480
−1.497
−1.495
−1.490
−1.480
−1.485
−1.475
±30
130
112
165
200
300
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
SR
tS
GBP
ΦM
RL = 100 kΩ, CL = 30 pF
To 0.01%
0.4
25
1.2
66
V/µs
µs
MHz
Degrees
en p-p
en
0.1 Hz to 10 Hz
f = 1 kHz
0.8
30
µV p-p
nV/√Hz
－ 3/17 －
ADA4092-4
特に指定がない限り、VSY = ±5.0 V、VCM = 0 V、TA = 25°C。
表 3.
Parameter
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
Offset Voltage Drift
Input Bias Current
Symbol
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
−1.5
−2.5
+0.2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
+1.5
+2.5
mV
mV
µV/°C
nA
nA
nA
nA
nA
nA
V
dB
dB
dB
dB
dB
dB
VOS
ΔVOS/ΔT
IB
−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
IVR
CMRR
Large Signal Voltage Gain
AVO
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High
Output Voltage Low
Short-Circuit Limit
Closed-Loop Impedance
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio
Supply Current per Amplifier
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate
Settling Time
Gain Bandwidth Product
Phase Margin
NOISE PERFORMANCE
Voltage Noise
Voltage Noise Density
Rev. A
VOH
VOL
ISC
ZOUT
PSRR
ISY
VCM = −5.0 V to +5.0 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ, VO = ±4.7 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, VO = ±4.7 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
−60
−80
−350
−4
−7
−100
−5
82
78
113
106
98
90
RL = 100 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Source/sink
f = 1 MHz, AV = +1
4.980
4.975
4.945
4.900
VSY = 2.7 V to 36 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
98
90
3
−53
+1
+80
+350
+4
+7
+100
+5
95
117
100
4.990
4.960
−4.997
−4.990
−4.990
−4.980
−4.980
−4.975
±20
90
112
180
225
300
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
SR
tS
GBP
ΦM
RL = 100 kΩ, CL = 30 pF
To 0.01%
0.4
25
1.3
67
V/µs
µs
MHz
Degrees
en p-p
en
0.1 Hz to 10 Hz
f = 1 kHz
0.8
30
µV p-p
nV/√Hz
－ 4/17 －
ADA4092-4
特に指定がない限り、VSY = ±15.0 V、VCM = 0 V、VO = 0 V、TA = 25°C。
表 4.
Parameter
Symbol
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage
VOS
Offset Voltage Drift
Input Bias Current
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
−1.5
−2.5
+0.2
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
+1.5
+2.5
mV
mV
µV/°C
nA
nA
nA
nA
nA
nA
V
dB
dB
dB
dB
dB
dB
ΔVOS/ΔT
IB
−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
IVR
CMRR
Large Signal Voltage Gain
AVO
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High
Output Voltage Low
Short-Circuit Limit
Closed-Loop Impedance
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio
Supply Current per Amplifier
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate
Settling Time
Gain Bandwidth Product
Phase Margin
Channel Separation
NOISE PERFORMANCE
Voltage Noise
Voltage Noise Density
Rev. A
VOH
VOL
ISC
ZOUT
PSRR
ISY
VCM = −15.0 V to +15.0 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ, VO = ±14.7 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ, VO = ±14.7 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
−60
−80
−500
−4
−10
−140
−15
90
87
116
108
102
93
RL = 100 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 100 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
RL = 10 kΩ to GND
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
Source/sink
f = 1 MHz, AV = +1
14.970
14.950
14.900
14.800
VSY = 2.7 V to 36 V
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
IO = 0 mA
−40°C ≤ TA ≤ +125°C
98
90
SR
tS
GBP
ΦM
CS
RL = 100 kΩ, CL = 30 pF
To 0.01%
en p-p
en
3
−50
+1
+80
+500
+4
+10
+140
+15
103
118
104
14.980
14.915
−14.985
−14.970
−14.980
−14.965
−14.950
−14.940
±20
68
112
200
250
350
V
V
V
V
V
V
V
V
mA
Ω
dB
dB
µA
µA
f = 1 kHz
0.4
25
1.4
69
100
V/µs
µs
MHz
Degrees
dB
0.1 Hz to 10 Hz
f = 1 kHz
0.8
30
µV p-p
nV/√Hz
－ 5/17 －
ADA4092-4
絶対最大定格
表 5.
Parameter
Supply Voltage
Input Voltage
Differential Input Voltage
Input Current
Output Short-Circuit Duration to GND
Storage Temperature Range
Operating Temperature Range
Junction Temperature Range
Lead Temperature (Soldering, 60 sec)
熱抵抗
Rating
36 V
Refer to the Input
Overvoltage Protection
section
±VSY
±5 mA
Indefinite
−65°C to +150°C
−40°C to +125°C
−65°C to +150°C
300°C
θJA は、4 層の JEDEC 標準プリント回路ボード (PCB) にハンダ付
けしたデバイスに対して自然空冷で規定します。
表 6.熱抵抗
Package Type
θJA
θJC
Unit
14-Lead TSSOP (RU-14)
112
35
°C/W
ESDの注意
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. A
－ 6/17 －
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。
ADA4092-4
代表的な性能特性
180
40
NUMBER OF AMPLIFIERS
120
100
80
60
40
30
25
20
15
10
1200
OFFSET VOLTAGE (µV)
–2
–1
2
3
4
TCVOS (μV/°C)
5
6
7
8
6
7
8
6
7
8
70
180
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
160
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
60
NUMBER OF AMPLIFIERS
140
120
100
80
60
40
50
40
30
20
10
20
0
1200
OFFSET VOLTAGE (µV)
–2
–1
0
1
08803-003
800
1000
600
400
200
0
–200
–400
–600
–800
–1000
–1200
0
図 3.入力オフセット電圧の分布、10 V
2
3
4
TCVOS (μV/°C)
5
図 6.TCVOS の分布、10 V
180
70
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
160
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
60
NUMBER OF AMPLIFIERS
140
120
100
80
60
40
50
40
30
20
10
20
1200
–2
08803-004
800
OFFSET VOLTAGE (µV)
1000
600
400
200
0
–200
–400
–600
–800
–1000
–1200
0
図 4.入力オフセット電圧の分布、30 V
Rev. A
08803-006
NUMBER OF PARTS
1
図 5.TCVOS の分布、3 V
図 2.入力オフセット電圧の分布、3 V
NUMBER OF PARTS
0
08803-002
800
1000
600
400
200
0
–200
–400
–600
0
–800
0
–1000
5
–1200
20
–1
0
1
2
3
4
TCVOS (μV/°C)
5
図 7.TCVOS の分布、30 V
－ 7/17 －
08803-007
NUMBER OF PARTS
140
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
35
08803-005
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
160
ADA4092-4
60
600
500
40
20
IB (nA)
VOS (µV)
400
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
300
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
T = 25°C
IOS
IB–
0
200
–20
100
–1.0
–0.5
0.5
0
1.0
1.5
VCM (V)
–40
–1.5
08803-008
0
–1.5
–1.0
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
VCM (V)
08803-011
IB+
図 11.同相モード電圧対入力バイアス電流、3 V
図 8.同相モード電圧対入力オフセット電圧、3 V
60
600
500
ADA4092-4
VSY = ±5V
T = 25°C
40
20
IB (nA)
300
0
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
200
IB–
–20
100
IB+
–4
–3
–1
–2
0
1
2
3
4
5
VCM (V)
–40
–5
08803-009
0
–5
IOS
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
5
VCM (V)
図 9.同相モード電圧対入力オフセット電圧、10 V
図 12.同相モード電圧対入力バイアス電流、10 V
600
60
500
40
400
20
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
300
IB (nA)
VOS (µV)
–4
08803-012
VOS (µV)
400
ADA4092-4
VSY = ±15V
T = 25°C
IOS
IB–
0
200
–5
0
5
10
15
VCM (V)
–40
–15
–05
0
5
10
VCM (V)
図 10.同相モード電圧対入力オフセット電圧、30 V
Rev. A
–10
図 13.同相モード電圧対入力バイアス電流、30 V
－ 8/17 －
15
08803-013
–10
08803-010
0
–15
IB+
–20
100
ADA4092-4
120
10k
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
GAIN (dB) AND PHASE (Degrees)
100
100
VDD – VOH
VOL – VSS
10
PHASE
80
60
40
GAIN
20
0
–20
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
–40
–60
–80
0.01
0.1
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
08803-014
1
0.001
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
図 14.負荷電流対ドロップアウト電圧、3 V
08803-017
VOUT TO RAIL (mV)
1k
図 17.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
3V
10k
120
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
100
VDD – VOH
VOL – VSS
10
1
0.001
PHASE
80
60
40
GAIN
20
0
–20
–40
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
–60
–80
0.01
0.1
1
10
100
LOAD CURRENT (mA)
–100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
08803-018
GAIN (dB) AND PHASE (Degrees)
100
08803-015
VOUT TO RAIL (mV)
1k
図 15.負荷電流対ドロップアウト電圧、10 V
図 18.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
10 V
10k
140
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
GAIN (dB) AND PHASE (Degrees)
120
100
VDD – VOH
10
VOL – VSS
100
PHASE
80
60
40
GAIN
20
0
–20
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
–40
–60
0.01
0.1
1
10
LOAD CURRENT (mA)
100
–80
08803-016
1
0.001
1k
100k
FREQUENCY (Hz)
図 16.負荷電流対ドロップアウト電圧、30 V
Rev. A
10k
1M
10M
08803-019
VOUT TO RAIL (mV)
1k
図 19.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
30 V
－ 9/17 －
ADA4092-4
50
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
100
30
ZOUT (Ω)
GAIN = +10
20
10
AV = +100
10
AV = +10
GAIN = +1
0
1
AV = +1
–10
0.1
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
10
08803-020
–20
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
10k
100k
1M
10M
図 23.クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性
3V
50
1k
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
40
1k
FREQUENCY (Hz)
図 20.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性
3V
GAIN = +100
100
08803-023
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
1k
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
GAIN = +100
40
100
30
ZOUT (Ω)
GAIN = +10
20
AV = +100
10
10
AV = +10
GAIN = +1
0
1
AV = +1
0.1
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
10
08803-021
–20
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
図 24.クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性
10 V
図 21.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性
10 V
1k
50
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
GAIN = +100
40
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
100
08803-024
–10
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
100
30
ZOUT (Ω)
GAIN = +10
20
AV = +100
10
10
AV = +10
GAIN = +1
1
0
AV = +1
–10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
10
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
図 25.出力インピーダンスの周波数特性
30 V
図 22.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性
30 V
Rev. A
100
－ 10/17 －
10M
08803-025
0.1
10
08803-022
–20
ADA4092-4
90
120
80
100
70
80
PSRR+
PSRR (dB)
50
40
30
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
60
40
20
20
0
10
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–20
100
08803-026
0
100
PSRR–
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
08803-029
CMRR (dB)
60
図 29.PSRR の周波数特性、3 V
図 26.CMRR の周波数特性、3 V
120
100
90
100
80
80
60
PSRR (dB)
50
30
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
60
40
20
20
0
10
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–20
100
08803-027
0
100
PSRR–
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
1k
10k
100k
1M
10M
08803-030
40
PSRR+
10M
08803-031
CMRR (dB)
70
FREQUENCY (Hz)
図 30.PSRR の周波数特性、10 V
図 27.CMRR の周波数特性、10 V
120
100
90
100
80
80
PSRR (dB)
CMRR (dB)
70
60
50
40
30
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
60
0
10
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
–20
100
08803-028
1k
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
図 31.PSRR の周波数特性、30 V
図 28.CMRR の周波数特性、30 V
Rev. A
PSRR–
40
20
20
0
100
PSRR+
－ 11/17 －
ADA4092-4
2.0
0.06
1.5
0.04
1.0
0.02
–0.5
–1.0
–0.04
10
20
30
50
40
70
60
80
TIME (µs)
–0.06
08803-032
0
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.02
–1.5
–2.0
0
0
2
4
0.04
2
0.02
VOUT (V)
VOUT (V)
0.06
0
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
60
100
80
120
140
160
TIME (µs)
–0.06
08803-033
40
12
14
16
18
14
16
18
14
16
18
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.04
20
10
0
–0.02
–4
0
8
図 35.小信号過渡応答、3 V
6
–6
6
TIME (µs)
図 32.大信号過渡応答、3 V
–2
4
08803-035
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
08803-036
0
08803-037
VOUT (V)
VOUT (V)
0.5
0
2
4
6
8
10
12
TIME (µs)
図 33.大信号過渡応答、10 V
図 36.小信号過渡応答、10 V
0.06
2.0
1.5
0.04
1.0
0.02
VOUT (V)
VOUT (V)
0.5
0
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.5
–1.0
–0.04
40
80
120
TIME (µs)
160
200
–0.06
08803-034
0
0
2
4
6
8
10
12
TIME (µs)
図 34.大信号過渡応答、30 V
Rev. A
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
RL = 100kΩ
CL = 100pF
–0.02
–1.5
–2.0
0
図 37.小信号過渡応答、30 V
－ 12/17 －
1.4
–0.2
1.2
–0.4
1.0
–0.6
0.8
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
0.6
–0.8
–1.0
0.4
–1.2
0.2
–1.4
0
0
10
20
30
40
ADA4092-4
VSY = ±1.5V
TA = 25°C
50
60
70
80
90
TIME (µs)
–1.6
0
10
20
40
30
60
50
70
80
90
100
TIME (µs)
図 38.正側過負荷回復、3 V
08803-041
0
VOUT (V)
1.6
08803-038
VOUT (V)
ADA4092-4
図 41.負側過負荷回復、3 V
6
0
5
–1
4
VOUT (V)
VOUT (V)
–2
3
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
2
–3
ADA4092-4
VSY = ±5V
TA = 25°C
–4
1
10
20
30
40
60
50
70
90
TIME (µs)
–6
0
10
16
0
14
–2
60
70
80
90
80
–4
10
–6
VOUT (V)
VOUT (V)
50
40
図 42.負側過負荷回復、10 V
12
8
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
6
4
–8
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
–10
–12
2
–14
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
–16
08803-040
0
TIME (µs)
0
10
20
30
40
50
60
TIME (µs)
図 40.正側過負荷回復、30 V
Rev. A
30
TIME (µs)
図 39.正側過負荷回復、10 V
–2
20
08803-042
0
08803-039
–1
08803-043
–5
0
図 43.負側過負荷回復、30 V
－ 13/17 －
70
ADA4092-4
0.5
1000
ADA4092-4
VSY = ±15V
TA = 25°C
0.4
ADA4092-4
VSY = ±15V
T = 25°C
0.3
en (nV/√Hz)
VOUT (µV)
0.2
0.1
0
100
–0.1
–0.2
1
2
3
4
6
5
7
8
9
10
TIME (µs)
10
0.01
0.10
100
1000
50k
図 46.電圧ノイズ密度
200
–50
180
–60
CHANNEL SEPARATION (dB)
160
140
ISUPPLY (µA)
10
FREQUENCY (Hz)
図 44.ピーク to ピーク電圧ノイズ
120
100
80
ADA4092-4
TA = 25°C
60
40
20
–70
–80
–90
–100
–110
–120
ADA4092-4
VSY = ±1.5V, ±5V, ±15V
TA = 25°C
–130
0
4
8
12
16
20
24
VSUPPLY (V)
28
32
36
–140
08803-045
0
20
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
図 45.電源電圧対電源電流
Rev. A
1
08803-046
0
08803-044
–0.4
08803-047
–0.3
図 47.チャンネル・セパレーションの周波数特性
－ 14/17 －
ADA4092-4
動作原理
ADA4092-4 は、レール to レールの入力と出力を持つ単電源のマ
イクロパワー・アンプです。これらのアンプでは、広い入力/出
力範囲を実現するために、独自の入力/出力ステージを採用して
います。
大きな差動電圧から入力トランジスタを保護するためにバイポ
ーラ・アンプで一般に採用されている方法は、直列抵抗と差動
ダイオードを接続する方法です(入力保護回路については 図 49
を参照)。差動電圧が約 0.6 Vを超えると、これらのダイオード
がターンオンします。この状態では、電流が入力ピン間に流れ、
この電流を制限するのは 2 本の 5 kΩ抵抗だけになります。各ア
プリケーションを注意深く調べて、電流が増加しても性能に影
響しないことを確認してください。
入力ステージ
図 48 に、PNP対(PNP入力ステージ)とNPN対(NPN入力ステージ)
の 2 つの差動対から構成されている入力ステージを示します。
これらのステージは並行動作をせずに、与えられた入力同相モ
ード信号レベルに対して 1 ステージのみが動作します。PNPス
テージ(トランジスタQ1 とトランジスタ Q2)では、入力電圧が負
電源レールに近づき一致しても、アンプがリニア領域で動作こ
とが要求されます。これに対して、NPNステージ(トランジスタ
Q5 とトランジスタQ6)は、入力電圧が正電源レールに近づき一
致する場合に動作する必要があります。
出力ステージ
ADA4092-4 デバイスの出力ステージでは、大部分の出力ステー
ジと同様に、PNP トランジスタと NPN トランジスタを使ってい
ます。ただし、出力トランジスタ(Q32 と Q33)では、レール to
レール出力振幅を実現するためにコレクタが出力ピンに接続さ
れています。
PNPステージは、入力同相モード範囲の大部分で動作します( 図
8～図 13 参照)。VOSがシフトし、さらに正電源レールより約 1.5
V下でバイアス電流の方向が変わることに注意してください。
このレベルより下の電圧で、バイアス電流はADA4092-4 のPNP
入力ステージから流出します。この電圧の上では、バイアス電
流はNPNステージからデバイスへ流入します。アンプ内での入
力ステージの切り替えの実際のメカニズムは、Q3、Q4、Q7 によ
り構成されています。入力同相モード電圧が上昇すると、Q1 と
Q2 のエミッタがその電圧とダイオード電圧降下の和に追従しま
す。 Q1 とQ2 のエミッタ電圧が高くなりQ3 をターンオンさせる
と、PNP入力ステージを流れるテール電流が減少してターンオ
フします。PNP対のテール電流がQ4/Q7 電流ミラー に供給され
て、NPN 入力ステージがアクティブになります(図 48 参照)。
出力電圧が正または負の電源レールに近づくと、これらのトラ
ンジスタは飽和し始めます。したがって、出力電圧の最終値は、
これらトランジスタの飽和電圧(約 50 mV)になります。出力ス
テージは、トランジスタの出力インピーダンスおよび外付け負荷
インピーダンスから生ずる固有のゲインを持っているため、オペ
アンプのオープン・ループ・ゲインは負荷抵抗に依存し、出力
電圧がいずれかの電源レールに近づくと減少します。
–IN
Q32
Q3
+IN
Q16
Q5 Q6
Q1 Q2
Q8
Q10
Q12
Q14
Q17
OUT
Q9
Q11
Q13
Q15
Q4
Q7
図 48.入力保護のない簡略化した回路図(図 49 参照)
Rev. A
Q19
Q33
08803-124
Q18
－ 15/17 －
ADA4092-4
入力過電圧保護機能
ADA4092-4 には、保護機能を強化する 2 種類のESD回路があり
ます(図 49)。
したがって、いずれが支配的かを見つけるためには、2 つの条
件を検討する必要があります。
1.
2.
+V
D3 R1
D7 R2
D2
D5
D8
D6
D1
D4
さらに高いピーク電圧から保護するためには、各入力に直列に
外付け抵抗を接続することができますが、抵抗の熱ノイズが増
加することに注意する必要があります。
–V
08803-123
ADA4092-4 のフラットバンド電圧ノイズは約 25 nV/√Hz で、5
kΩ 抵抗のノイズは 9 nV/√Hz です。5 kΩ 抵抗を追加すると、合
計ノイズが 2 乗平均(rss)で 15%弱増加します。このため、全体
のノイズ性能が問題となる場合には、抵抗値をこの値(5 kΩ)より
小さくする必要があります。
このような入力保護機能は、通常状態では発生しないことに注
意してください。正しいアンプ動作入力電圧範囲 (IVR)は、 表 2、
表 3、表 4 で規定されています。
図 49.詳細な入力保護回路
1 つ目の回路は、内部入力への 5 kΩ直列抵抗と、内部入力と電
源レールとの間のダイオード(D1 とD2 またはD5 とD6)です。2
つ目の保護回路は、電源レールに対する 2 個のDIAC (D3 とD4
またはD7 とD8)を使った回路です。DIACは、図 50 に示す伝達
特性を持つ双方向ツェナー・ダイオードと見なすことができま
す。
5
4
3
2
1
コンパレータ動作
オペアンプはコンパレータとかなり異なりますが、デュアルま
たはクワッド・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、これは推奨できません。レールto
レール出力のオペアンプの場合、一般に出力ステージ はバイポ
ーラ・トランジスタまたはMOSFET トランジスタに対して比例
電流ミラーになっています。デバイスをオープン・ループで動
作させる場合、2 ステージ目は電流駆動を比例ミラーまで増やし
てループを閉じようとしますが、これを閉じることができないた
め、電源電流が増えます。3 個のオペアンプが通常の動作を行い、
4 個目がコンパレータ・モードで動作する場合、電源電流は約
200 µA増えます (図 51 参照)。
1000
0
–1
800
–2
700
ONE COMPARATOR, VOUT LOW
NORMAL OPERATION
–40
–30
–20
–10
0
10
20
VOLTAGE (V)
30
40
50
ISY (µA)
600
08803-100
–3
–50
ONE COMPARATOR, VOUT HIGH
900
図 50.DIAC の伝達特性
500
400
300
ワーストケース・デザイン解析では、2 つのケースを検討しま
す。ADA4092-4 は、内部オペアンプ入力から電源レールまでの
通常のESD構造を持っています。さらに、外部入力から電源レ
ールまでの 42 V DIACも持っています(図 48)。
200
100
0
0
4
8
12
16
20
VSY (V)
24
図 51.コンパレータ電源電流
Rev. A
－ 16/17 －
28
32
36
08803-051
CURRENT (mA)
例えば、±15 V 動作で、入力が負電源レールの上+42 V まで
行くことを検討します。 –V ピン= −15 V の場合、この電源
(負電源)の上+42 V とは+27 V を意味します。
5 kΩ 抵抗を流れて ESD 構造と正電源レールへ行く入力電
流には 5 mA の制限もあります。条件 1 で、5 kΩ 抵抗を経
て+15 V までの+27 V により 2.4 mA の電流が発生します。
したがって、DIAC が支配的になります。ADA4092-4 の電
源電圧が±5 V に変った場合には、−5 V + 42 V = +37 V にな
ります。ただし、+5 V + (5 kΩ × 5 mA) = 30 V です。したが
って、低い電源電圧で動作するときには通常の抵抗―ダイ
オード構造が支配的になります。
ADA4092-4
外形寸法
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°
0.75
0.60
0.45
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1
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
オーダー・ガイド
Model1
Temperature Range
Package Description
Package Option
ADA4092-4ARUZ
ADA4092-4ARUZ-RL
−40°C to +125°C
−40°C to +125°C
14-Lead Thin Shrink Small Outline Package [TSSOP]
14-Lead Thin Shrink Small Outline Package [TSSOP]
RU-14
RU-14
1
Z = RoHS 準拠製品
Rev. A
－ 17/17 －