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特長
代表的なアプリケーション回路
アプリケーション ポータブルなバッテリ駆動の計測機器およびシステム 高チャンネル密度データ・アクイジション・システム 高精度 A/D コンバータ・ドライバ 電圧リファレンス・バッファ 携帯用 POS ターミナル アクティブ RFID リーダー
5V
ADA4806-1
2.5V REF
C2 10µF
VDD C4 100nF
C3 0.1µF
5V 0V TO VREF
ADA4806-1 IN+ R3 20Ω
REF VDD
IN– C1 2.7nF
AD7980 13391-001
超低電源電流 通常消費電力モード: 500 μA スリープ・モード: 74 μA シャットダウン・モード: 2.9 μA ダイナミック消費電力スケーリング シャットダウン・モードからのターンオン時間: 1.5 µs スリープ・モードからのターンオン時間: 0.45 µs 高速性能と DC 精度の両立 入力オフセット電圧: 125 µV（max） 入力オフセット電圧ドリフト: 1.5 µV/°C（max） −3 dB 帯域幅: 105 MHz スルー・レート: 160 V/µs 低ノイズかつ低歪み 5.9 nV/√Hz の入力電圧ノイズ、8 Hz の 1/f コーナー −102 dBc／−126 dBc HD2/HD3 @ 100 kHz 広い電源範囲: 2.7 V ～ 10 V 小型パッケージ: 8 ピン SOT-23
GND
図 1. ADA4806-1 による AD7980 の駆動 スリープ・モードではアンプの静止電流は 74 µA まで低くなり、 わずか 0.45 µs のターンオン時間で、2 MSPS に到達するサンプ ル・レートでダイナミック消費電力スケーリングを使用するこ とができます。サンプル・レートが低い場合にさらに節電を実 現できるように、シャットダウン・モードでは静止電流はわず か 2.9 µA まで低下します。 ADA4806-1 は、広い範囲の電源電圧で動作でき、3 V、5 V、 および ±5 V で仕様が規定されています。このアンプは、コン パクトな 8 ピン SOT-23 パッケージを採用していて、工業用温 度範囲 −40 °C ～ +125 °C で動作仕様が規定されています。 3.5
概要 ADA4806-1 は、通常消費電力モード、スリープ・モード、シャッ トダウン・モードの 3 つの消費電力モードを備えた高速電圧帰 還型レール to レール出力のシングル・オペアンプです。通常 消費電力モードの場合、このアンプは、広い帯域幅（105 MHz @ ゲイン = +1）、高速スルー・レート（160 V/μs）、低入力 オフセット電圧（125 μV（max））、入力オフセット電圧ド リフト（1.5 μV/°C（max））を実現し、消費静止電流はわず か 500 μA です。ADA4806-1 は、低消費電力アンプであると 同時に優れた全体性能を提供するため、低消費電力の高分解能 データ変換システムに最適です。 消費電力を最小限に抑える必要があるデータ変換アプリケー ション向けに、ADA4806-1 では、サンプリングとサンプリン グの間にアンプを低消費電力モードに切り換えることで、ADC ドライバの静止電力をシステムのサンプリング・レートでダイ ナミックにスケーリングして省電力化を図ることができます。
POWER CONSUMPTION (mW)
3.0
2.5 SHUTDOWN MODE
2.0
1.5
1.0 SLEEP MODE 0.5 13391-611
データシート
0.2 µV/°C オフセット・ドリフト、105 MHz、低消 費電力、マルチモード、レール to レール・アンプ ADA4806-1
0 1
10 100 ADC SAMPLE RATE (ksps)
1000
図 2. 静止消費電力と ADC サンプル・レートの関係、 2 つの低消費電力モードでダイナミック消費電力 スケーリングを使用 表 1. ADA4806-1 に接続可能な相補型 ADC Product AD7980 AD7982 AD7984 1
ADC Power (mW) 4.0 7.0 10.5
Throughput (MSPS) 1 1 1.33
Resolution (Bits) 16 18 18
SNR (dB) 90.51 98 98.5
この SNR 値は、AD7980 の A グレード・バージョンの値。
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
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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
ADA4806-1
データシート
目次 特長 ..................................................................................................1
動作原理 ........................................................................................ 18
アプリケーション ..........................................................................1
アンプに関する説明 ................................................................ 18
概要 ..................................................................................................1
入力保護.................................................................................... 18
代表的なアプリケーション回路 ...................................................1
シャットダウン／スリープ・モード動作............................. 18
改訂履歴 ..........................................................................................2
ノイズに関する考慮事項 ........................................................ 19
仕様 ..................................................................................................3
アプリケーション情報 ................................................................ 20
±5 V 電源 .....................................................................................3
スルー強化 ................................................................................ 20
5 V 電源 .......................................................................................4
周波数応答に対する帰還抵抗の影響 .................................... 20
3 V 電源 .......................................................................................6
大信号周波数応答のピーキングの補償 ................................ 20
絶対最大定格 ..................................................................................8 熱抵抗 ..........................................................................................8
低消費電力の高分解能逐次比較型レジスタ（SAR）ADC の 駆動............................................................................................ 20
最大消費電力 ..............................................................................8
ダイナミック消費電力スケーリング .................................... 21
ESD に関する注意 ......................................................................8
シングルエンドから差動への変換 ........................................ 23
ピン配置およびピン機能の説明 ...................................................9
レイアウト時の考慮事項 ........................................................ 23
代表的な性能特性 ........................................................................ 10
外形寸法 ........................................................................................ 24
テスト回路 .................................................................................... 17
オーダー・ガイド .................................................................... 24
改訂履歴 9/15—Revision 0:初版
Rev. 0 | 2/24
ADA4806-1
データシート 仕様 ±5 V 電源
特に指定のない限り、VS = ±5 V（TA = 25 °C）、RF = 0 Ω（G = +1）または RF = 1 kΩ（G = +1 以外の場合）、RL = 2 kΩ（グラウンドに 接続）。 表 2. Parameter DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Bandwidth
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
G = +1, VOUT = 0.02 V p-p G = +1, VOUT = 2 V p-p G = +1, VOUT = 0.02 V p-p G = +1, VOUT = 2 V step G = +2, VOUT = 4 V step G = +1, VOUT = 2 V step G = +2, VOUT = 4 V step
120 40 18 190 250 35 78
MHz MHz MHz V/µs V/µs ns ns
fC = 20 kHz, VOUT = 2 V p-p fC = 100 kHz, VOUT = 2 V p-p fC = 20 kHz, VOUT = 4 V p-p, G = +1 fC = 100 kHz, VOUT = 4 V p-p, G = +1 fC = 20 kHz, VOUT = 4 V p-p, G = +2 fC = 100 kHz, VOUT = 4 V p-p, G = +2 f = 100 kHz
f = 100 kHz
−114/−140 −102/−128 −109/−143 −93/−130 −113/−142 −96/−130 5.2 8 44 0.7
dBc dBc dBc dBc dBc dBc nV/√Hz Hz nV rms pA/√Hz
Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
13 800
Input Offset Voltage Drift 2
TMIN to TMAX, 4 σ
0.2
1.5
µV/°C
Input Bias Current (IB)
Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
550 3
800
nA nA
2.1 111
25
nA dB
Bandwidth for 0.1 dB Flatness Slew Rate Settling Time to 0.1% NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Harmonic Distortion, HD2/HD3 1
Input Voltage Noise Input Voltage Noise 1/f Corner Frequency 0.1 Hz to 10 Hz Voltage Noise Input Current Noise DC PERFORMANCE Input Offset Voltage
Input Offset Current Open-Loop Gain INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Common Mode Differential Mode Input Capacitance Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) SHUTDOWN PIN
VOUT = −4.0 V to +4.0 V
107
125
MΩ kΩ pF
50 260 1 VIN, CM = −4.0 V to +4.0 V
−5.1 103
µV µV
130
+4
V dB
<−1.3 >−0.9
V V
SHUTDOWN Voltage Low High SHUTDOWN Current Low High Turn-Off Time Turn-On Time
Powered down Enabled −1.0
Powered down Enabled 50% of SHUTDOWN to <10% of enabled quiescent current 50% of SHUTDOWN to >99% of final VOUT
Rev. 0 | 3/24
+0.2 0.02
1.0
µA µA
1.25
2.75
µs
1
3
µs
ADA4806-1 Parameter SLEEP PIN
データシート Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
SLEEP Voltage Low
Powered down
<−1.3
V
High
Enabled
>−0.9
V
SLEEP Current −1.0
Low
Low Power Mode, SLEEP = −VS
High
Enabled
0.02
1.0
µA
Turn-Off Time (Full Power Mode to Sleep Mode)
50% of SLEEP to 30% of enabled quiescent current
180
240
ns
Turn-On Time (Sleep Mode to Full Power Mode)
50% of SLEEP to >99% of final VOUT
450
600
ns
Output Overdrive Recovery Time (Rising/Falling Edge) Output Voltage Swing Short-Circuit Current
VIN = +6 V to −6 V, G = +2
95/100
Linear Output Current
+0.2
µA
OUTPUT CHARACTERISTICS
Off Isolation Capacitive Load Drive POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current per Amplifier
RL = 2 kΩ Sourcing/sinking; full power mode Sourcing/sinking; low power mode, SLEEP = −VS
−4.98
ns
85/73 1.4/1.8
+4.98
V mA mA
<1% total harmonic distortion (THD) at 100 kHz, VOUT = 2 V p-p VIN = 0.5 V p-p, f = 1 MHz, SHUTDOWN = −VS
±58
mA
41
dB
30% overshoot
15
pF
2.7 Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
570 85
SHUTDOWN = −VS
7.4
10 625
V µA µA
12
µA
Power Supply Rejection Ratio (PSRR)
1 2
Positive
+VS = +3 V to +5 V, −VS = −5 V
100
119
dB
Negative
+VS = +5 V, −VS = −3 V to −5 V
100
122
dB
fC は、基本周波数。 保証値であるが、テスト未実施。
5 V 電源 特に指定のない限り、VS = 5 V（TA = 25°C）、RF = 0 Ω（G = +1）または RF = 1 kΩ（G = +1 以外の場合）、RL = 2 kΩ（電源電圧の 1/2 に 接続）。 表 3. Parameter DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Flatness Slew Rate Settling Time to 0.1%
Test Conditions/Comments G = +1, VOUT = 0.02 V p-p G = +1, VOUT = 2 V p-p G = +1, VOUT = 0.02 V p-p G = +1, VOUT = 2 V step G = +2, VOUT = 4 V step G = +1, VOUT = 2 V step G = +2, VOUT = 4 V step
Rev. 0 | 4/24
Min
Typ 105 35 20 160 220 35 82
Max
Unit MHz MHz MHz V/µs V/µs ns ns
ADA4806-1
データシート Parameter NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Harmonic Distortion, HD2/HD3 1
Input Voltage Noise Input Voltage Noise 1/f Corner 0.1 Hz to 10 Hz Voltage Noise Input Current Noise DC PERFORMANCE Input Offset Voltage Input Offset Voltage Drift 2 Input Bias Current Input Offset Current Open-Loop Gain INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Common Mode Differential Mode Input Capacitance Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio SHUTDOWN PIN
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
f = 100 kHz
−114/−135 −102/−126 −107/−143 −90/−130 5.9 8 54 0.6
Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
10 500
125
µV µV
TMIN to TMAX, 4 σ Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
0.2 470 3
1.5 720
µV/°C nA nA
fC = 20 kHz, VOUT = 2 V p-p fC = 100 kHz, VOUT = 2 V p-p fC = 20 kHz, G = +2, VOUT = 4 V p-p fC = 100 kHz, G = +2, VOUT = 4 V p-p f = 100 kHz
VOUT = 1.25 V to 3.75 V
VIN, CM = 1.25 V to 3.75 V
105
−0.1 103
dBc dBc dBc dBc nV/√Hz Hz nV rms pA/√Hz
0.4 109
nA dB
50 260 1 133
MΩ kΩ pF V dB
<1.5 >1.9
V V
+4
SHUTDOWN Voltage Low High SHUTDOWN Current
Powered down Enabled
Low High Turn-Off Time
Powered down Enabled 50% of SHUTDOWN to <10% of enabled quiescent current 50% of SHUTDOWN to >99% of final VOUT
Turn-On Time
−1.0
+0.1 0.01 0.9
1.0 1.25
µA µA µs
1.5
4
µs
SLEEP PIN SLEEP Voltage Low High SLEEP Current Low High Turn-Off Time (Full Power Mode to Sleep Mode) Turn-On Time (Sleep Mode to Full Power Mode)
Powered down Enabled
<1.5 >1.9
Low power mode, SLEEP = −VS
−1.0
V V
+0.1
µA
Enabled 50% of SLEEP to 30% of enabled quiescent current
0.01 150
1.0 185
µA ns
50% of SLEEP to >99% of final VOUT
450
600
ns
Rev. 0 | 5/24
ADA4806-1 Parameter OUTPUT CHARACTERISTICS Overdrive Recovery Time (Rising/Falling Edge) Output Voltage Swing Short-Circuit Current Linear Output Current Off Isolation Capacitive Load Drive POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current per Amplifier
Power Supply Rejection Ratio Positive Negative 1 2
データシート Test Conditions/Comments
Min
VIN = −1 V to +6 V, G = +2 RL = 2 kΩ Sourcing/sinking; full power mode Sourcing/sinking; low power mode, SLEEP = −VS
Typ
Max
130/145 0.02
Unit ns
73/63 1.0/1.3
4.98
V mA mA
<1% THD at 100 kHz, VOUT = 2 V p-p VIN = 0.5 V p-p, f = 1 MHz, SHUTDOWN = −VS
±47 41
mA dB
30% overshoot
15
pF
2.7 Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
500 74
SHUTDOWN = −VS
2.9
+VS = 1.5 V to 3.5 V, −VS = −2.5 V +VS = 2.5 V, −VS = −1.5 V to −3.5 V
100 100
10 520
V µA µA
4
µA
120 126
dB dB
fC は、基本周波数。 保証値であるが、テスト未実施。
3 V 電源 特に指定のない限り、VS = 3 V（TA = 25°C）、RF = 0 Ω（G = +1）または RF = 1 kΩ（G = +1 以外の場合）、RL = 2 kΩ（電源電圧の 1/2 に 接続）。 表 4. Parameter DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Flatness Slew Rate Settling Time to 0.1% NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Harmonic Distortion, HD2/HD3 1 Input Voltage Noise Input Voltage Noise 1/f Corner 0.1 Hz to 10 Hz Voltage Noise Input Current Noise DC PERFORMANCE Input Offset Voltage Input Offset Voltage Drift 2 Input Bias Current Input Offset Current Open-Loop Gain
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
Unit
G = +1, VOUT = 0.02 V p-p G = +1, VOUT = 1 V p-p, +VS = 2 V, −VS = −1 V G = +1, VOUT = 0.02 V p-p G = +1, VOUT = 1 V step, +VS = 2 V, −VS = −1 V G = +1, VOUT = 1 V step
95 30 35 85 41
MHz MHz MHz V/µs ns
fC = 20 kHz, VOUT = 1 V p-p, +VS = 2 V, −VS = −1 V fC = 100 kHz, VOUT = 1 V p-p, +VS = 2 V, −VS = −1 V f = 100 kHz
f = 100 kHz
−123/−143 −107/−133 6.3 8 55 0.8
dBc dBc nV/√Hz Hz nV rms pA/√Hz
Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
7 300
125
µV µV
TMIN to TMAX, 4 σ Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
0.2 440 3
1.5 690
µV/°C nA nA
VOUT = 1.1 V to 1.9 V
Rev. 0 | 6/24
100
0.5 107
nA dB
ADA4806-1
データシート Parameter INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Common Mode Differential Mode Input Capacitance Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio SHUTDOWN PIN
Test Conditions/Comments
Min
Typ
Max
117
MΩ kΩ pF V dB
<0.7 >1.1
V V
50 260 1 VIN, CM = 0.5 V to 2 V
−0.1 89
Unit
+2
SHUTDOWN Voltage Low High SHUTDOWN Current
Powered down Enabled
Low High Turn-Off Time
Powered down Enabled 50% of SHUTDOWN to <10% of enabled quiescent current 50% of SHUTDOWN to >99% of final VOUT
Turn-On Time
−1.0
+0.1 0.01 0.9
1.0 1.25
µA µA µs
2.5
8
µs
SLEEP PIN SLEEP Voltage Low High SLEEP Current Low
Low Power Mode, SLEEP = −VS
−1.0
V V
+0.1
µA
Enabled 50% of SLEEP to 30% of enabled quiescent current
0.01 155
1.0 210
µA ns
Turn-On Time (Sleep Mode to Full Power Mode)
50% of SLEEP to >99% of final VOUT
450
600
ns
VIN = −1 V to +4 V, G = +2
135/175
Linear Output Current Off Isolation Capacitive Load Drive POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current per Amplifier
Power Supply Rejection Ratio Positive Negative
2
<0.7 >1.1
High Turn-Off Time (Full Power Mode to Sleep Mode) OUTPUT CHARACTERISTICS Output Overdrive Recovery Time (Rising/Falling Edge) Output Voltage Swing Short-Circuit Current
1
Powered down Enabled
RL = 2 kΩ Sourcing/sinking; full power mode Sourcing/sinking; low power mode, SLEEP = −VS
0.02
ns
65/47 1.0/1.3
2.98
V mA mA
<1% THD at 100 kHz, VOUT = 1 V p-p VIN = 0.5 V p-p, f = 1 MHz, SHUTDOWN = −VS
±40 41
mA dB
30% overshoot
15
pF
2.7 Full power mode Low power mode, SLEEP = −VS
470 70
SHUTDOWN = −VS
1.3
+VS = 1.5 V to 3.5 V, −VS = −1.5 V +VS = 1.5 V, −VS = −1.5 V to −3.5 V
fC は、基本周波数。 保証値であるが、テスト未実施。
Rev. 0 | 7/24
96 96
119 125
10 495
V µA µA
3
µA dB dB
ADA4806-1
データシート
絶対最大定格 表 5. Rating 11 V See 図 3 −VS − 0.7 V to +VS + 0.7 V ±1 V −65°C to +125°C −40°C to +125°C 300°C 150°C
Common-Mode Input Voltage Differential Input Voltage Storage Temperature Range Operating Temperature Range Lead Temperature (Soldering, 10 sec) Junction Temperature
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 格のみを指定するものであり、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。製品を長時間絶対最大定格状態に置くと、製品の信頼性 に影響を与えることがあります。
熱抵抗 θJA は最悪の条件、すなわち、回路基板に表面実装パッケージ をハンダ付けした状態で仕様規定されています。表 6 に、 ADA4806-1 の θJA を示します。 表 6.熱抵抗 Package Type 8-Lead SOT-23
θJA 209.1
静止消費電力は、電源ピン（VS）間の電圧に静止電流（IS） を乗算して計算されます。
PD = 静止電力 + (合計駆動電力 − 負荷消費電力)
V V 2 V PD = (VS × I S ) + S × OUT − OUT RL RL 2 RMS 出力電圧を考慮する必要があります。単電源動作の場合 のように RL が −VS を基準とすると、合計駆動電力は VS × IOUT になります。rms 信号レベルが不定の場合は、最悪時（電源電 圧の 1/2 に接続された RL に対して VOUT = VS/4 の場合）を考慮 に入れます。
PD = (VS × I S ) +
(VS / 4)2 RL
-VS を基準とする RL を使う単電源動作では、最悪時は VOUT = VS/2 です。 空気流があると放熱効果が良くなり θJA が実質的に小さくな ります。また、金属パターン、スルー・ホール、グラウンド・ プレーン、電源プレーンからのパッケージ・ピンおよび露出パッ ドへ直接接触する金属が増えると θJA が小さくなります。 図 3 に、JEDEC 規格の 4 層ボードでのパッケージ内の最大安 全消費電力と周囲温度の関係を示します。θJA の値は近似値で す。
Unit °C/W
1.0
最大消費電力
TJ = 150°C
0.9 MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)
ADA4806-1 の最大安全消費電力は、チップのジャンクション 温度（TJ）の上昇により制限されます。約 150 °C のガラス転 移温度で、プラスチック・パッケージの属性が変わります。こ の温度規定値を一時的に超えた場合でも、パッケージからチッ プに加えられる応力が変化して、ADA4806-1 のパラメータ性 能が永久的にシフトしてしまうことがあります。175 °C のジャ ンクション温度を長時間超えると、シリコン・デバイス内に変 化が発生して、性能低下または故障の原因になることがありま す。 パッケージ内の消費電力（PD）は、静止消費電力と ADA4806-1 出力での負荷駆動に起因するチップ内の消費電力との和になり ます。
0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –50
–30
–10
10 30 50 70 90 AMBIENT TEMPERATURE (°C)
110
130
13391-600
Parameter Supply Voltage Power Dissipation
図 3. 4 層基板での最大消費電力と周囲温度の関係
ESD に関する注意 ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスです。 電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知されな いまま放電することがあります。本製品は当社独自 の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはいます が、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場 合、損傷を生じる可能性があります。したがって、 性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対する 適切な予防措置を講じることをお勧めします。
Rev. 0 | 8/24
ADA4806-1
データシート ピン配置およびピン機能の説明 VOUT 1
8
+VS
NC 2
7
SHUTDOWN
–VS 3
6
SLEEP
+IN 4
5
–IN
13391-002
ADA4806-1
NOTES 1. NC = NO CONNECTION. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
図 4. ピン配置
表 7.ピン機能の説明 ピン番号
記号
説明
1
VOUT
出力。
2
NC
未接続。このピンは接続しないでください。
3
−VS +IN
非反転入力。
6
−IN SLEEP
低消費電力モード。
7
SHUTDOWN
パワーダウン・モード。
8
+VS
正電源。
4 5
負電源。 反転入力。
Rev. 0 | 9/24
ADA4806-1
データシート
代表的な性能特性 特に指定のない限り、RL = 2 kΩ。G = +1、RF = 0 Ω の場合。 3
G = +2
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
0
G = +1 G = +10 –3
G = +5 –6
G = +2 –9
VS = ±2.5V VOUT = 20mV p-p RL = 2kΩ RF = 1kΩ
–12 0.1
1
10
1000
100
FREQUENCY (MHz)
0
G = +5
–3
–6
–9
G = +10
VS = ±2.5V VOUT = 2V p-p RF = 1kΩ RL = 2kΩ
–12 0.1
13391-206
NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB)
G = +1
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
13391-015
3
図 8. 各種ゲインでの大信号周波数応答
図 5. 各種ゲインでの小信号周波数応答 3
3
–40°C
–40°C
+25°C
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
+25°C –3
+125°C
–6
–12 0.1
+125°C –3
–6
VS = ±2.5V G = +1 VOUT = 2V p-p RL = 2kΩ
VS = ±2.5V G = +1 VOUT = 20mV p-p RL = 2kΩ 1
0
10
100
1000
FREQUENCY (MHz)
–9 0.1
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
13391-016
–9
13391-208
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
0
図 9. 各種温度での大信号周波数応答
図 6. 各種温度での小信号周波数応答 3
3
VS = ±5V
VOUT = 0.5V p-p
VS = ±2.5V
VOUT = 20mV p-p CLOSED-LOOP GAIN (dB)
VS = ±1.5V –3
–6
0
VOUT = 2V p-p
–3
–9
1
10 FREQUENCY (MHz)
100
1000
–6 0.1
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
図 10. 各種電源電圧での周波数応答
図 7. 各種電源電圧での小信号周波数応答
Rev. 0 | 10/24
1000
13391-211
–12 0.1
VOUT = 100mV p-p
VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
G = +1 VOUT = 20mV p-p RL = 2kΩ 13391-207
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
0
ADA4806-1
データシート 0.6
12
VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ VOUT = 20mV p-p
0.4
CL = 10pF
6
CL = 5pF 3
CL = 0pF
0
CL = 15pF RS = 226Ω
–3
VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ VOUT = 20mV p-p
0.5
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
9
CL = 15pF
–6
0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4
–9
10
–0.6
13391-309
100
FREQUENCY (MHz)
1
10
図 14. 小信号 0.1 dB 帯域幅
図 11. 各種容量性負荷での小信号周波数応答（図 47 を参照） –50
VS = ±5V, VOUT = 4V p-p
–60 –70
HD2, G = +1
–70
–90 –100 –110 –120
HD3, G = +2
–130
10
100
1000
13391-514
1
FREQUENCY (kHz)
–160
図 12. 各種ゲインでの歪みと周波数の関係
HD3 VS = +2V/–1V
VS = ±2.5V VIN, CM = 0V G = +1 RL = 2kΩ
HD3 VS = ±2.5V HD3 VS = ±5V 1
10
–50
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE UPPER LIMIT (+VS – 1V)
VS = ±5V, VOUT = 4V p-p VS = ±2.5V, VOUT = 4V p-p VS = +2V/–1V, VOUT = 1V p-p
–60
HD2 VS = ±5V
–70
–70
–90 –100
HD2 VS = ±2.5V
–80
VIN = 1MHz
–80
VIN = 100kHz
–110
–90 –100
HD2 VS = +2V/–1V
–110 –120 –130
–120
VIN = 10kHz
HD3 VS = +2V/–1V
–140
–130
HD3 VS = ±2.5V
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
OUTPUT VOLTAGE (V peak)
1.75
2.00
13391-316
–150
–140 0.25
1000
100 FREQUENCY (kHz)
図 15. 各種電源電圧での歪みと周波数の関係（G = +1）
DISTORTION (dBc)
TOTAL HARMONIC DISTORTION (dB)
HD2 VS = +2V/–1V HD2 VS = ±2.5V
–150
HD3, G = +1
–60
–110 –120
–140
–150
–50
–90 –100
–130
–140
–40
HD2 VS = ±5V
–80
HD2, G = +2 DISTORTION (dBc)
DISTORTION (dBc)
–80
–160
VS = ±5V, VOUT = 2V p-p VS = ±2.5V, VOUT = 2V p-p VS = +2V/–1V, VOUT = 1V p-p
–60
–160
HD3 VS = ±5V 1
10
100 FREQUENCY (kHz)
図 13. 各種周波数での全高調波歪み（THD）と出力電圧の関係
Rev. 0 | 11/24
図 16. 歪みと周波数の関係（G = +2）
1000
13391-518
–50
100
FREQUENCY (MHz)
13391-517
1
13391-110
–0.5
–12
ADA4806-1
データシート
90
12
VS = ±2.5V G = +1
80
VS = ±2.5V G = +1
CURRENT NOISE (pA/√Hz)
VOLTAGE NOISE (nV/√Hz)
10 70 60 50 40 30 20
8
6
4
2
1
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
0
13391-219
0 0.1
1
10
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
図 17. 電圧ノイズと周波数の関係
図 20. 電流ノイズと周波数の関係（図 48 を参照）
300
–10
VS = ±2.5V 250 AVERAGE NOISE = 54nV rms
VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ VIN = 0.5 Vp-p SHUTDOWN = –VS SLEEP = –VS
–20
200 150
–30
100
ISOLATION (dB)
AMPLITUDE (nV)
100
13391-018
10
50 0 –50 –100
–40 –50 –60
–150
–70
–200 –80
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
TIME (Seconds)
–90 0.01
13391-318
–300
100
0.3 VS = +5V G = +1 VOUT = 2V STEP RL = 2kΩ
VS = ±2.5V ΔVS, ΔVCM = 100mV p-p 0.2
–20
–PSRR
–40 –60
CMRR
–80
0.1
0
–0.1 +PSRR
–100
–0.2
–140
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
100M
–0.3
0
20
40
60
80
100
120
140
160
TIME (ns)
図 22. 0.1% へのセトリング・タイム
図 19. CMRR、PSRR と周波数の関係
Rev. 0 | 12/24
180
13391-030
–120 13391-232
CMRR, PSRR (dB)
10
図 21. 順方向アイソレーションと周波数の関係
SETTLING (%)
0
1 FREQUENCY (MHz)
図 18. 0.1 Hz ～ 10 Hz 電圧ノイズ 20
0.1
13391-601
–250
ADA4806-1
データシート 35
4500 VS = ±2.5V = 9.8µV σ = 19.5µV
4000
VS = ±2.5V T = –40°C TO +125°C = –0.19µV/°C σ = 0.28µV/°C
30
3500 NUMBER OF UNITS
25
UNITS (%)
3000 2500 2000
20 15
1500 10
1000 5
30 60 –30 0 –60 INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
–90
90
120
0
13391-613
0 –120
–1.6
–0.4
0
0.4
0.8
1.2
1.6
図 26. 入力オフセット電圧ドリフトの分布
100
150
VS = ±2.5V 10 UNITS
VS = ±2.5V 30 UNITS
100
60
INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
–0.8
INPUT OFFSET VOLTAGE DRIFT (µV/°C)
図 23. 入力オフセット電圧の分布
80
–1.2
13391-323
500
40 20 0 –20 –40 –60
50
0
–50
–100
–2.5
–2.0
–1.5
–1.0
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
2.0
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
–150 –40
13391-327
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
図 27. 入力オフセット電圧と温度の関係
650
6
–400
630
VS = ±5V
610
125
TEMPERATURE (°C)
図 24. 入力オフセット電圧と入力コモンモード電圧の関係
IB–
–450
4
590
INPUT BIAS CURRENT (nA)
INPUT BIAS CURRENT (nA)
–25
570 550 530 510
VS = ±2.5V
490 470 450
–500
IB+ 2
–550
INPUT OFFSET CURRENT 0
–600 –650
–2 –700
VS = ±1.5V
430
INPUT OFFSET CURRENT (nA)
–100 –3.0
13391-013
–80
–4 –750
–25
–10
5
20
35
50
65
TEMPERATURE (°C)
80
95
110
125
–800 –0.4
–6
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
図 28. 入力バイアス電流／入力オフセット電流と 入力コモンモード電圧の関係
図 25. 各種電源電圧での入力バイアス電流と温度の関係 （図 49 を参照）
Rev. 0 | 13/24
13391-135
390 –40
13391-257
410
ADA4806-1
データシート
15
1.5
G = +1 VOUT = 20mV p-p
VS = ±5V, VIN, CM = 0V, VOUT = 2V p-p 1.0
VS = ±2.5V
OUTPUT VOLTAGE (V)
5
0
–5
VS = ±1.5V –10
0.5
0
–0.5
–1.0
VS = ±1.5V, VIN, CM = –0.5V, VOUT = 1V p-p
VS = ±5V
50
150
100
200
300
250
TIME (ns)
–1.5
0
VOUT
0 –1 –2 –3
300
350
VS = ±2.5V G = +2
3 2 VOUT
1 0 –1 –2 –3 –4
0
100
200
300
400 500 600 TIME (ns)
700
800
900
1000
13391-128
–4
250
2×VIN
4
2 1
200
5
INPUT AND OUTPUT VOLTAGE (V)
3
150
図 32. 各種電源電圧での大信号過渡応答
VS = ±2.5V G = +1
VIN
100
TIME (ns)
図 29. 各種電源電圧での小信号過渡応答 4
50
13391-025
0
13391-024
–15
–5 0
図 30. 入力オーバードライブ回復時間
100
200
300
400 500 600 TIME (ns)
700
800
900
1000
13391-129
OUTPUT VOLTAGE (mV)
10
INPUT AND OUTPUT VOLTAGE (V)
G = +1
VS = ±2.5V, VIN, CM = 0V, VOUT = 2V p-p
図 33. 出力オーバードライブ回復時間
0.8
0.8
0.7
0.7 +125°C
OUTPUT VOLTAGE (V)
0.6
0.5 +25°C 0.4 –40°C 0.3 0.2 VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
0 –0.1 –0.5
0
0.5
1.0 TIME (µs)
1.5
+125°C 0.5 0.4
+25°C
0.3
–40°C
0.2 0.1 VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
0
2.0
–0.1 –0.25
図 31. 各種温度でのシャットダウンからのターンオン応答時間 （図 50 を参照）
Rev. 0 | 14/24
0
0.25 TIME (µs)
0.50
0.75
13391-605
0.1
13391-602
OUTPUT VOLTAGE (V)
0.6
図 34. 各種温度でのスリープからのターンオン応答時間 （図 50 を参照）
ADA4806-1
データシート 800
800 VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
700
SUPPLY CURRENT (µA)
500 +25°C
400 300 –40°C
200 100
2
3
4
5
6
+25°C
200
0 –1
1
0
3 2 TIME (µs)
4
5
6
図 38. 各種温度でのスリープまでのターンオフ応答時間 （図 51 を参照）
0.8
0.8
0.7
0.7
VS = ±5V
0.6
VS = ±5V
0.6
OUTPUT VOLTAGE (V)
0.5 0.4 VS = +2/–1V 0.3 0.2 VS = ±2.5V 0.1
VS = ±2.5V 0.5 0.4 0.3 VS = +2V/–1V 0.2 0.1
0
0
1 TIME (µs)
2
3
13391-603
–0.1 –1
G = +1 RL = 2kΩ
0
G = +1 RL = 2kΩ
–0.1 –0.25
0
0.25
0.5
0.75
TIME (µs)
図 36. 各種電源電圧でのシャットダウンからのターンオン応答 時間
13391-608
OUTPUT VOLTAGE (V)
300
13391-607
1
0
図 35. 各種温度でのシャットダウンまでのターンオフ応答時間 （図 51 を参照）
図 39. 各種電源電圧でのスリープからのターンオン応答時間
800
800
G = +1 RL = 2kΩ
700
700
VS = ±5V
600
SUPPLY CURRENT (µA)
SUPPLY CURRENT (µA)
400
–40°C –1
TIME (µs)
VS = ±2.5V
500 400 VS = ±1.5V
300 200
G = +1 RL = 2kΩ
VS = ±5V
600
VS = ±2.5V
500 400 VS = ±1.5V 300 200 100
–1
0
1
2 3 TIME (µs)
4
5
6
13391-242
100 0
500
100 13391-258
0
600
0 –1
図 37. 各種電源電圧でのシャットダウンまでのターンオフ応答 時間
0
1
2 3 TIME (µs)
4
5
6
13391-609
SUPPLY CURRENT (µA)
+125°C
600
VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
+125°C
700
図 40. 各種電源電圧でのスリープまでのターンオフ応答時間
Rev. 0 | 15/24
データシート
800
140
750
130 QUIESCENT SUPPLY CURRENT (µA)
700 650 600
VS = ±5V
500
VS = ±1.5V
450
VS = ±2.5V
400
110 100
80 70
–10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
40 –40
4.0
4.0
3.5
3.5
–40°C
2.5
+125°C +25°C
2.0
5
20 35 50 65 TEMPERATURE (°C)
80
95
110
125
1.5
VS = ±5.0V VS = ±2.5V
3.0
OUTPUT CURRENT (mA)
3.0
–10
図 44. スリープ・モード静止電源電流と温度の関係
2.5 VS = ±1.5V
2.0 1.5 1.0
1.0 0.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0
SUPPLY VOLTAGE FROM GROUND (V)
0 –40
図 42. SHUTDOWNおよび SLEEP 閾値とグラウンドからの 電源電圧の関係（各種温度） 3
VS = ±2.5V 6 UNITS, SOLDERED TO PCB
2
–25
–10
5
20 35 50 65 TEMPERATURE (°C)
80
95
110
125
図 45. スリープ・モード出力電流と温度の関係
25.5
120
25.0
100
0 –20
0
24.0
TEMPERATURE (°C)
24.5 OIL BATH TEMPERATURE
OPEN-LOOP GAIN (dB)
GAIN 1
–60 60
23.5
–2
23.0
–3
22.5
–4
22.0
0
21.5
–20 10
200
400
600
800
1000
1200
TIME (Hours)
1400
–80 –100
PHASE
40
–120 20
–140
13391-542
0
–40
80
–1
–5
13391-604
0.5 13391-236
SHUTDOWN AND SLEEP THRESHOLD (V)
図 41. 静止電源電流と温度の関係
–25
13391-606
–25
13391-256
50
TEMPERATURE (°C)
CHANGE IN INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
VS = ±1.5V
60
350 300 –40
VS = ±2.5V
VS = ±5.0V 90
–160
100
1k
10k
100k
1M
10M
–180 100M
FREQUENCY (Hz)
図 43. 長時間 VOS ドリフト
図 46. オープンループ・ゲインと位相マージン
Rev. 0 | 16/24
OPEN-LOOP PHASE (Degrees)
550
120
13391-026
QUIESCENT SUPPLY CURRENT (µA)
ADA4806-1
ADA4806-1
データシート テスト回路 +2.5V
SHUTDOWN OR SLEEP VOUT
+2.5V
–2.5V
50Ω
VOUT CL
2kΩ
0.5V
2kΩ –2.5V + 5V –
13391-404
VIN 20mV p-p
13391-401
RS
–2.5V
図 47. 出力容量性負荷動作テスト回路（図 11 を参照）
図 50. ターンオン応答テスト回路（ 図 31 および図 34 を参照） +2.5V IS SHUTDOWN OR SLEEP
+2.5V
VOUT
VOUT
2kΩ –2.5V + 5V – –2.5V
図 48. 電流ノイズ・テスト回路（図 20 を参照）
図 51. ターンオフ応答テスト回路（図 35 および 図 38 を参照）
13391-403
IB+
IB–
13391-405
–2.5V
13391-402
75kΩ
図 49. 入力バイアス電流温度テスト回路（図 25 を参照）
Rev. 0 | 17/24
ADA4806-1
データシート
動作原理 アンプに関する説明 ADA4806-1 の帯域幅は 105 MHz でスルー・レートは 160 V/µs で す。入力換算電圧ノイズは、 わずか 5.9 nV/√Hz です。 ADA4806-1 は、2.7 V ～ 10 V の電源電圧範囲で動作し、VS = 5 V での消費 電源電流はわずか 500 µA です。電源範囲の最小値の場合は 3 V 電源の −10% の変動が許容されます。アンプはユニティゲイン 安定であり、その入力構造により極めて低い入力 1/f ノイズが 実現されています。ADA4806-1 には、スルー強化アーキテク チャが採用されています（図 52 を参照）。スルー強化回路は、 2 つの入力間の絶対差を検出します。その後、入力段のテール 電流 ITAIL を変調して、スルー・レートをブーストします。こ のアーキテクチャにより、低ノイズを維持した状態で、高い スルー・レート、高速なセトリング・タイム、低静止電流を 実現できます。 SLEW ENHANCEMENT CIRCUIT +VS
ITAIL TO DETECT ABSOLUTE VALUE
VIN–
+IN
13391-255
–IN INPUT STAGE
図 52. スルー強化回路
入力保護 ADA4806-1 は、ESD から包括的に保護されていて、測定可能 な性能低下なしに ±3.5 kV の人体モデル ESD、 および ±1.25 kV の電荷デバイス・モデルに耐えることができます。高精度入力 は、電源の間の ESD 回路と入力デバイス・ペアをまたぐダイ オード・クランプで保護されています（図 53 を参照）。
正電源より 0.7 V 以上高い入力電圧と、負電源より 0.7 V 以上 低い入力電圧で、ESD クランプが導通を開始します。過電圧 状態が予期される場合は、入力電流を 10 mA 以下に制限する 必要があります。
シャットダウン／スリープ・モード動作 図 54 に ADA4806-1 のシャットダウン回路を示します。シャッ トダウン・モードで非常に低い電源電流を維持するために内部 SHUTDOWN プルアップ抵抗は組み込まれていません。このため、 ピンは外部的にハイ・レベルまたはロー・レベルで駆動され る必要があり、 フロート状態のままにしておいてはいけません。 5 V 電源電圧の場合、SHUTDOWN ピンを電源電圧の 1/2 より も 1 V 以上低い電圧にプルダウンするとデバイスがオフになり 電源電流が 2.9 µA に低減します。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。 シャットダウン・ モードでは、100 kHz で −62 dB の順方向アイソレーションを実 現できます（図 21 を参照）。 スリープ・モード動作では図 54 のような回路が使用されま す。SLEEP ピンをロー・レベルにプルダウンすると、アンプ が低消費電力状態になり、5 V 電源電圧時の消費電流はわずか 74 µA になります。アンプを非常に低いレベルでバイアスした ままにしておくことで、 スリープ・モードから通常消費電力モー ドへのターンオン時間を大幅に短縮でき、高いサンプル・レー トでの ADA4806-1 のダイナミック消費電力スケーリングが可 能になります。 ADA4806-1 のスリープ・モードでの動作は特性化されていま せん。 +VS
+VS
2.2R BIAS
ESD
1.1V
SHUTDOWN
ESD
ESD
–IN
+IN ESD
ESD
ESD
1.8R
–VS
–VS
13391-005
TO THE REST OF THE AMPLIFIER
図 53. 入力段と保護ダイオード
TO ENABLE AMPLIFIER
13391-006
VIN+
約 1.2 V （室温）または 0.8 V（125 °C 時）を超える差動電圧 でダイオード・クランプの導通が開始されます。入力ピン間で 大きな差動電圧を維持する必要がある場合は、入力クランプを 流れる電流を 10 mA 未満に制限する必要があります。予期さ れる差動過電圧に適したサイズの直列入力抵抗を接続して、必 要な保護を実現できます。
図 54. シャットダウン／スリープ等価回路 SHUTDOWN ピンと SLEEP ピンは ESD クランプにより保護 されています（図 54 を参照）。電圧が電源を超えると、これ らのダイオードが導通します。SHUTDOWN と SLEEP ピンを 保護できるように、これらのピンへの電圧が、正電源より 0.7 V 以上高い電圧、または負電源より 0.7 V 以上低い電圧になら ないようにしてください。過電圧状態が予期される場合は、 直列抵抗を使用して入力電流を 10 mA 以下に制限する必要が あります。
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ADA4806-1
データシート 表 8 に、各種電源電圧での SHUTDOWN ピンと SLEEP ピンの 閾値電圧を示します。表 9 に、SHUTDOWN ピンと SLEEP ピ ンの真理値表を示します。
出力ノイズ密度は、次の式で計算します。 vn _ OUT =
表 8.イネーブル・モードとシャットダウン／スリープ・モー ドの閾値電圧 Mode Enabled
+3 V >+1.1 V
+5 V >+1.9 V
>−0.9 V
+7 V/−2 V >+1.6 V
Shutdown/Sleep Mode
<+0.7 V
<+1.5 V
<−1.3 V
<+1.2 V
±5 V
Low Low High High
SLEEP Low High Low High
Operating State Powered down Powered down Low power mode Full power mode
ソース抵抗ノイズ、アンプの入力電圧ノイズ（vn）、アンプの 入力電流ノイズからの電圧ノイズ（in+ × RS）はすべて、ノイ ズ・ゲインの項（1 + RF/RG）に依存します。
ノイズに関する考慮事項 図 55 に、 代表的なゲイン設定での主なノイズ成分を示します。 総合出力ノイズ（vn_OUT）は、すべてのノイズ成分の 2 乗和 平方根になります。 RF
in–
ADA4806-1 の 5.9 nV/√Hz という低ノイズは、アナログ・デバ イセズのシリコン・ゲルマニウム（SiGe）バイポーラ・プロセ スにより実現されています。このノイズは、電源電流が数百マ イクロアンペアの範囲の同様の低消費電力アンプと比較して大 幅に改善されています。
RS in+
+ Vn_OUT
1000 TOTAL NOISE SOURCE RESISTANCE NOISE AMPLIFIER NOISE
図 55. 代表的な接続でのノイズ源 RTI NOISE (nV/√Hz)
Vn_RS = 4kTRS
図 56 に、アンプによる合計入力換算（RTI）ノイズとソース抵 抗の関係を示します。入力電圧ノイズ 5.9 nV/√Hz および入力 電流ノイズ 0.6 pA/√Hz の場合、約 2.6 kΩ ～ 47 kΩ のソース抵 抗でのアンプのノイズ成分は比較的小さいことに注目してくだ さい。
13391-034
Vn_RG = 4kTRG
Vn_RF = 4kTRF
Vn
RG
2
]
100
10 SOURCE RESISTANCE = 47kΩ SOURCE RESISTANCE = 2.6kΩ
1 100
1k
10k
100k
SOURCE RESISTANCE (Ω)
図 56. RTI ノイズとソース抵抗の関係
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1M
13391-051
E
[
ここで、 k は、ボルツマン定数。 T は、絶対温度（ケルビン）。 RF と RG は、帰還回路抵抗（図 55 を参照）。 RS は、ソース抵抗（図 55 を参照）。 in+ と in− は、アンプ入力電流ノイズ・スペクトル密度（pA/√Hz）。 vn は、アンプ入力電圧ノイズ・スペクトル密度（nV/√Hz）。
表 9. SHUTDOWN ピンと SLEEP ピンの真理値表 SHUTDOWN
2
R R 4kTRF + 1 + F 4kTRs + i n+ 2 RS2 + vn 2 + F 4kTRG + i n− 2 RF 2 RG RG
ADA4806-1
データシート
アプリケーション情報 5
スルー強化
4
ADA4806-1 には、帰還誤差電圧の増加に伴ってスルー・レー トが増加するスルー強化回路が内蔵されています。この回路に より、アンプは大信号ステップ応答のセトリング・タイムを短 縮できます（図 57 を参照）。これは、複数の入力信号がマル チプレクスされる ADC アプリケーションで便利です。スルー 強化の影響は、大信号周波数応答にも現れ、大きな入力信号に よりピーク形成がわずか増加します（図 58 を参照）。
NORMALIZED GAIN (dB)
3
1.5 VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
1.0
VS = ±2.5V G = +2 RL = 2 kΩ VIN = 20mV p-p
RF = 2.6kΩ RF = 4.99kΩ
2 1 0 –1
RF = 1kΩ
–2
RF = 2.6kΩ, CF = 1pF
–3
RF = 4.99kΩ, CF = 1pF
–4
VOUT = 2V p-p
–6 100k
VOUT = 500mV p-p
0
大信号周波数応答のピーク形成の補償 高い周波数で、スルー強化回路は大信号周波数応答のピーク形 成に寄与する可能性があります。図 59 に、小信号応答での帰 還コンデンサの効果を示し、図 60 に同じ手法が大信号応答の ピーク形成の低減に効果的であることを示します。
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
13391-254
0
TIME (ns)
6
図 57. 選択した出力ステップでのステップ応答
3
NORMALIZED GAIN (dB)
2 1
100M
図 59. 選択した RF 値での周波数応答のピーク形成
–0.5
–1.5
10M FREQUENCY (Hz)
–1.0
NORMALIZED GAIN (dB)
1M
13391-106
0.5
VS = ±2.5V G = +1 RL = 2kΩ
0
VIN = 2V p-p VIN = 200mV p-p VIN = 632mV p-p VIN = 400mV p-p
–1 –2 –3
0
RF = 2.6kΩ, CF = 0pF RF = 1kΩ, CF = 0pF RF = 2.6kΩ, CF = 2.7pF RF = 1 kΩ, CF = 2 pF
–3 –6 –9 –12
VIN = 100mV p-p
–4
–15 100k
–5
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
1M
10M FREQUENCY (Hz)
100M
図 60. 大信号周波数応答のピーク形成の軽減
13391-105
–6 100k
VS = ±2.5V G = +2 RL = 2 kΩ VIN = 632mV p-p
13391-107
OUTPUT VOLTAGE (V)
–5 VOUT = 1V p-p
図 58. 信号レベルの変化と周波数応答のピーク形成、G = +1
周波数応答に対する帰還抵抗の影響 アンプの入力容量と帰還抵抗は 1 つの極を形成します。帰還抵 抗の値が大きい場合、この極は位相マージンを低減し、周波数 応答のピーク形成に寄与する可能性があります。図 59 に、ア ンプがゲイン +2 に設定されている場合の、選択した帰還抵抗 （RF）のピーク形成を示します。図 59 は、アンプの帰還抵抗を またぐように小さな値のコンデンサを追加することで、どのよ うにピーク形成を緩和できるかも示しています。
低消費電力の高分解能逐次比較型（SAR）ADC の駆動 ADA4806-1 は、低消費電力の高分解能 SAR ADC を駆動するの に適しています。ADA4806-1 の 5.9 nV/√Hz 入力電圧ノイズお よびレール to レール出力段により、大出力レベルでの歪みを 最小限に抑えることができます。500 µA という低消費電流に より、アンプの消費電力は、一般的にマイクロワット（µW） から数ミリワット（mW）の範囲である低消費電力 SAR ADC に 匹敵します。さらに ADA4806-1 は単電源構成をサポートして いて、入力コモンモード電圧範囲は、負電源よりも 0.1 V 低い 電圧と、正電源よりも 1 V 低い電圧です。
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ADA4806-1
データシート 図 61 に、代表的な 16 ビット単電源アプリケーションを示しま す。ADA4806-1 は、低消費電力構成で 16 ビット、1 MSPS、SAR ADC である AD7980 を駆動します。AD7980 は、2.5 V 電源で この場合、 ADR435 動作し、 0 V ～ VREF の入力をサポートします。 は 5 V リファレンスを提供します。ADA4806-1 は、AD7980 の ドライバおよび ADR435 のリファレンス・バッファとして使 用されます。 R3 と C1 により形成されるローパス・フィルタは、ADC の入 力へのノイズを低減します（図 61 を参照）。低周波数アプリ ケーションでは、フィルタのコーナー周波数を低減して他のノ イズを除去することができます。 +7.5V 5V REF
ADA4806-1
ADR435
ダイナミック消費電力スケーリング AD7980 などの SAR ADC のメリットの 1 つとして、サンプリ ング・レートとともに消費電力がスケーリングすることが挙げ られます。この消費電力のスケーリングにより、特に低サンプ リング周波数で動作しているときに SAR ADC の電力効率は非 常に高くなります。ただし、SAR ADC とともに使用する ADC ドライバは、サンプリング周波数にかかわらず従来どおり一定 の電力を消費します。 図 62 に、 ADC ドライバの静止電力をシステムのサンプリング・ レートで動的にスケーリングする方法を示します。ADC の変 換入力（CNV）ピン、および ADA4806-1 の SHUTDOWN ピン と SLEEP ピンに適切なタイミングの信号を提供することで、 両方のデバイスは最高の効率で動作することができます。
VDD C2 10µF
C4 100nF
C3 0.1µF
+5V
+6V
+2.5V 0.1µF
VIN 20Ω 2.7nF
ADA4806-1
GND CNV
AD7980 IN–
C1 2.7nF
REF VDD
VDD
AD7980
GND
TIMING GENERATOR
図 62. ADA4806-1／AD7980 パワー・マネージメント回路
図 61. ADA4806-1 による AD7980 の駆動 この構成の場合、ADA4806-1 は 7.2 mW の静止電力を消費しま す。10 kHz 信号でのシステム全体の計測した S/N 比（SNR）、 THD、信号／ノイズ + 歪み（SINAD）は、それぞれ 89.4 dB、104 dBc、89.3 dB です。これは、10 kHz での有効ビット数（ENOB） が 14.5 であることを意味し、AD7980 の性能と互換性がありま す。表 10 に、選択した入力周波数でのこのセットアップの性 能を示します。
図 63 に、ADA4806-1 と AD7980 の消費電力をスケーリングす るための相対的な信号タイミングを示します。ADC の性能が 低 下 し な い よ う に 、CNV ピ ン を ア ク テ ィ ブ に す る 前 に ADA4806-1 の ADC への出力が完全にセトリングされている必 要があります。アンプのオン時間（tAMP, ON）は、CNV 信号の立 上がりエッジの前にアンプがイネーブルになる時間です。この 時間は、SHUTDOWN ピンまたは SLEEP ピンのどちらが駆動 されるかによって決まります。図 64 に示している例では、tAMP, ON は、SHUTDOWN ピンの場合は 3 µs で、SLEEP ピンの場合 は 0.5 µs です。変換後、 ADA4806-1 の SHUTDOWN ピンと SLEEP ピンは、ADC の入力がサンプル間で非アクティブになってい るときにロー・レベルにプルダウンされます。シャットダウン・ モードのときに、ADA4806-1 出力インピーダンスはハイ・レ ベルになります。
表 10. シングルエンド信号で AD7980 を駆動するための、選択した入力周波数でのシステム性能 Input Frequency (kHz) 1 10 20 50 100
ADC Driver Supply (V) Gain 7.5 1 7.5 1 7.5 1 7.5 1 7.5 1
Reference Buffer Supply (V) Gain 7.5 1 7.5 1 7.5 1 7.5 1 7.5 1
Rev. 0 | 21/24
SNR (dB) 89.8 89.4 89.9 88.5 86.3
Results THD (dBc) SINAD (dB) 103 89.6 104 89.3 103 89.7 99 88.1 93.7 85.6
ENOB 14.6 14.5 14.6 14.3 13.9
13391-330
R3 20Ω
IN+
13391-310
0V TO VREF
REF
ADA4806-1
+7.5V
ADA4806-1
データシート
CNV
SAMPLING PERIOD, tS ACQUISITION
CONVERSION
CONVERSION
ACQUISITION
CONVERSION
ACQUISITION
ADC
POWERED ON
ADA4806-1 SHUTDOWN/ SLEEP
POWERED ON
SHUTDOWN/SLEEP
tAMP, ON
SHUTDOWN/SLEEP
tAMP, ON
POWERED ON
SHUTDOWN/SLEEP
tAMP, ON
IQ, ON
tAMP, OFF
tAMP, OFF
13391-329
ADA4806-1 QUIESCENT CURRENT
tAMP, OFF
図 63. タイミング波形
(1)
t PQ = I Q _ on × VS × AMP ,ON tS
t −t + I Q _ off × VS × S AMP ,ON tS
（2）
このため、ADA4806-1 をシャットダウン／スリープ・モード と通常消費電力モード間でダイナミックに切り換えることで、 ドライバの静止電力はサンプリング・レートでスケーリングし ます。 図 64 の tAMP, ON は、SHUTDOWN ピンの場合は 3 µs で、SLEEP ピンの場合は 0.5 µs です。
Rev. 0 | 22/24
CONTINUOUSLY ON
1.0
SLEEP MODE
0.1
AD7980 ADC SHUTDOWN MODE
0.01 0.01
0.1
1 10 ADC SAMPLE RATE (ksps)
100
1000
図 64. ADA4806-1 の静止消費電力と ADC サンプル・ レートの関係、ダイナミック消費電力 スケーリング使用時
13391-612
PQ = IQ × VS
消費電力スケーリングありの場合、静止電力は、アンプのオン 時間 tAMP, ON とサンプリング時間 tS の比率に比例するようにな ります。
10 QUIESCENT POWER CONSUMPTION (mW)
図 64 に、+6 V の単電源で動作する ADA4806-1 に関して、消 費電力スケーリングなしの場合と、 SHUTDOWN ピンおよ び SLEEP ピンを介した消費電力スケーリングありの場合の静 止電力を示します。消費電力スケーリングなしの場合、 ADA4806-1 はサンプリング周波数にかかわらず一定の電力を 消費します（式 1 を参照）。
ADA4806-1
データシート シングルエンドから差動への変換
レイアウト時の考慮事項
ほとんどの高分解能 ADC には、コモンモード・ノイズと高調 波歪みを低減するための差動入力があります。このため、ADC を駆動するには、アンプを使用してシングルエンド信号を差動 信号に変換する必要があります。
最高の性能を実現するためには、基板レイアウト、信号ルーティ ング、電源バイパス、グラウンド配置に注意を払い熟考する必 要があります。
グラウンド・プレーン
シングルエンド信号を差動信号に変換するための一般的な方法 として、差動アンプを使用する方法と、図 65 に示しているよ うに 2 つのアンプを構成する方法があります。差動アンプを使 用する方法では優れた性能を得られ、2 つのオペアンプを使用 するソリューションではシステム・コストを低く抑えることが できます。ADA4806-1 は両方の長所を併せ持っているため、 トレードオフを気にする必要がなくなります。 低い高調波歪み、 低いオフセット電圧、および低いバイアス電流により、高分解 能 ADC の性能に適切な差動出力を生成できます。
ADA4806-1 の入力と出力の下と周囲の領域にはグラウンドを 設けないことが重要です。グラウンド・プレーンとデバイスの 入力パッドおよび出力パッドとの間に形成される浮遊容量は、 高速アンプ性能を低下させます。反転入力の浮遊容量とアンプ 入力容量により、位相マージンが低下して安定性が損なわれま す。出力の浮遊容量により帰還ループ内に極が形成されて、位 相マージンが低下して回路が不安定になります。
電源のバイパス 電源のバイパスは ADA4806-1 の性能に影響するため重要です。 各電源ピンからグラウンドへコンデンサを並列接続する方法が 最も効果的です。小さい値のセラミック・コンデンサは優れた 高周波応答を提供し、大きい値のセラミック・コンデンサは優 れた低周波性能を提供します。
図 65 に、ADA4806-1 を使用してシングルエンド信号を差動出 力に変換する方法を示します。 最初のアンプは出力がゲイン +1 に設定され、その後反転されて相補信号を生成します。次に差 動出力が 18 ビット、1 MSPS SAR ADC である AD7982 を駆動 します。R1 と R2 の値を小さくして、さらにノイズを低減でき ます。ただし、これにより消費電力が増加します。ADC ドラ イバのローパス・フィルタが ADC へのノイズを制限します。
値とサイズが異なるコンデンサを並列接続することで、広い周 波数帯域にわたって電源ピンの AC インピーダンスを低くする ことができます。バイパス・コンデンサにより PSRR 性能の低 下を軽減できるため、これは特にアンプの PSRR がロールオフ し始めるときにアンプへのノイズ混入を小さくするのに重要で す。
10 kHz 信号でのシステム全体の計測した SNR、 THD、 SINAD は、 それぞれ 93 dB、113 dBc、93 dB です。これは、10 kHz での ENOB が 15.1 であることを意味し、AD7982 の性能と互換性がありま す。表 11 に、選択した入力周波数でのこのセットアップの性 能を示します。
最小値のコンデンサは、アンプと同じ側の基板面に配置し、で きるだけアンプの電源ピンの近くに配置します。コンデンサの グラウンド・ピンは、直接グラウンド・プレーンに接続します。
表 11. 差動信号で AD7982 を駆動するための、選択した入力周 波数でのシステム性能 THD (dBc) 104 113 110 102 96
Results SINAD (dB) 93 93 93 91 88
0508 ケース・サイズの 0.1 µF セラミック・コンデンサを使用 することを推奨します。0508 ケース・サイズは、低い直列イ ンダクタンスと優れた高周波性能を提供します。10 µF 電解コ ンデンサを 0.1 µF コンデンサと並列に配置します。回路のパ ラメータによっては、コンデンサを追加することで性能を強化 できます。回路ごとに違いがあるため、最高の性能を実現する には個別に解析する必要があります。
ENOB 15.1 15.1 15.1 14.8 14.3
VDD
R3 22Ω R2 1kΩ
+7.5V R1 1kΩ
ADA4806-1 VIN +2.5V
C1 0.1µF
C4 0.1µF
+5V C2 2.7nF
+7.5V
IN–
R4 22Ω
ADA4806-1
IN+ REF
VDD
AD7982
C3 2.7nF 13391-053
Input Frequency (kHz) 1 10 20 50 100
SNR (dB) 93 93 93 92 89
+2.5V
図 65. ADA4806-1 による AD7982 の駆動
Rev. 0 | 23/24
ADA4806-1
データシート
外形寸法 3.00 2.90 2.80
1.70 1.60 1.50
8
7
6
5
1
2
3
4
3.00 2.80 2.60
PIN 1 INDICATOR 0.65 BSC 1.95 BSC
1.45 MAX 0.95 MIN 0.15 MAX 0.05 MIN
0.38 MAX 0.22 MIN
0.22 MAX 0.08 MIN
SEATING PLANE
8° 4° 0°
0.60 BSC
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-BA
0.60 0.45 0.30 12-16-2008-A
1.30 1.15 0.90
図 66. 8 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-8） 寸法単位: mm
オーダー・ガイド Model 1 ADA4806-1ARJZ-R2 ADA4806-1ARJZ-R7 ADA4806-1RJ-EBZ 1
Temperature Range −40°C to +125°C −40°C to +125°C
Package Description 8-Lead Small Outline Transistor Package [SOT-23] 8-Lead Small Outline Transistor Package [SOT-23] Evaluation Board for 8-Lead SOT-23
Z = RoHS 準拠製品。
Rev. 0 | 24/24
Package Option RJ-8 RJ-8
