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高精度、超低ノイズ、RRIO、 ゼロ・ドリフト・オペアンプ
ADA4528-1 低オフセット: 最大 2.5 µV 低オフセット電圧ドリフト: 最大 0.015 µV/°C 低ノイズ f = 1 kHz、AV = +100 で 5.6 nV/√Hz f = 0.1 Hz～10 Hz、AV = +100 で 97 nV p-p オープン・ループ電圧ゲイン: 最小 130 dB CMRR: 最小 135 dB PSRR: 最小 130 dB ゲイン帯域幅積: 4 MHz 単電源動作: 2.2 V～5.5 V 両電源動作: ±1.1 V～±2.75 V レール to レールの入力および出力 ユニティ・ゲイン安定
NC 1 –IN 2 +IN 3
ADA4528-1 TOP VIEW (Not to Scale)
V– 4
8
NC
7
V+
6
OUT
5
NC
NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
09437-001
ピン配置
特長
図 1.8 ピン MSOP
アプリケーション 熱電対/サーモパイル ロードセルおよびブリッジ・トランスジューサ 高精度計装 重量計 医療計測機器 ポータブル・テスト機器 表 1.アナログ・デバイスのゼロ・ドリフト・オペアンプの一覧1
概要 ADA4528-1 は、レール to レールの入力振幅と出力振幅を持つ超 低ノイズのゼロ・ドリフト・オペアンプです。ADA4528-1 は、 2.5 µV のオフセット電圧、0.015 µV/°C のオフセット電圧ドリフ ト、97 nV p-p (0.1 Hz～10 Hz、AV = +100)のノイズを持つため、 誤差ソースを許容できないアプリケーションに最適です。 ADA4528-1 は、2.2 V～5.5 V の広い動作電源範囲、高いゲイン、 優れた CMRR および PSRR 仕様を持つため、位置センサー、圧 力センサー、ストレーン・ゲージ、医用計装機器などの低レベ ル信号の高精度増幅に最適です。 ADA4528-1 の仕様は−40°C～+125°C の拡張工業用温度範囲で規 定され、8 ピン MSOP パッケージを採用しています。
Rev. 0
Type Single Dual Quad 1
Ultralow Noise ADA4528-1
Micropower (<20 µA) ADA4051-1 ADA4051-2
Low Power (<1 mA)
16 V Operating Voltage
AD8628 AD8538 AD8629 AD8539 AD8630
AD8638 AD8639
ゼロ・ドリフト・オペアンプの選択については http://www.analog.com/en/index.html を参照してください。
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。 ©2011 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
ADA4528-1 目次 特長......................................................................................................1
ESDの注意 ...................................................................................... 5
アプリケーション ..............................................................................1
代表的な性能特性.............................................................................. 6
ピン配置..............................................................................................1
アプリケーション情報 .................................................................... 15
概要......................................................................................................1
入力保護........................................................................................ 15
改訂履歴..............................................................................................2
レールtoレールの入力と出力 ..................................................... 15
仕様......................................................................................................3
ノイズに対する注意事項 ............................................................ 15
電気的特性—2.5 V動作 .................................................................3
プリント回路ボードのレイアウト ............................................ 17
電気的特性—5 V動作 ....................................................................4
外形寸法............................................................................................ 18
絶対最大定格 ......................................................................................5
オーダー・ガイド ........................................................................ 18
熱抵抗..............................................................................................5
改訂履歴 1/11—Revision 0: Initial Version
Rev. 0
－ 2/18 －
ADA4528-1 仕様 電気的特性—2.5 V動作 特に指定がない限り、VS = 2.5 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。 表 2. Parameter
Symbol
Test Conditions/Comments
INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage
VOS
VCM = 0 V to 2.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C
Offset Voltage Drift Input Bias Current
ΔVOS/ΔT IB
Input Offset Current
IOS
Min
Typ
Max
Unit
0.3
2.5 4 0.015 400 600 800 1 2.5
μV μV μV/°C pA pA pA nA V dB dB dB dB dB dB kΩ GΩ pF pF
0.002 220
−40°C ≤ TA ≤ +125°C 440 −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio
CMRR
Open-Loop Gain
AVO
Input Resistance, Differential Mode Input Resistance, Common Mode Input Capacitance, Differential Mode Input Capacitance, Common Mode OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High
Output Voltage Low
Short-Circuit Current Closed-Loop Output Impedance POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio Supply Current/Amplifier DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate Settling Time to 0.1% Gain Bandwidth Product Phase Margin Overload Recovery Time NOISE PERFORMANCE Voltage Noise Voltage Noise Density Current Noise Current Noise Density
Rev. 0
VCM = 0 V to 2.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ, VO = 0.1 V to 2.4 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 2 kΩ, VO = 0.1 V to 2.4 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C
0 135 116 130 126 125 121
RINDM RINCM CINDM CINCM VOH
VOL
ISC ZOUT PSRR ISY
158 140 132 225 1 15 30
RL = 10 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 2 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 2 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C
2.49 2.485 2.46 2.44
2.48 5 20
10 15 40 60
±30 0.1
f = 1 kHz, AV = +10 VS = 2.2 V to 5.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IO = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C
2.495
130 127
150 1.4
1.7 2.1
V V V V mV mV mV mV mA Ω dB dB mA mA
SR ts GBP ΦM
RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = +1 VIN = 1.5 V step, RL = 10 kΩ, CL = 100 pF RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = +1 RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = +1 RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = −10
0.45 7 4 57 50
V/μs µs MHz Degrees μs
en p-p en
f = 0.1 Hz to 10 Hz, AV = +100 f = 1 kHz, AV = +100 f = 1 kHz, AV = +100, VCM = 2.0 V f = 0.1 Hz to 10 Hz, AV = +100 f = 1 kHz, AV = +100
97 5.6 5.5 2.6 0.7
nV p-p nV/√Hz nV/√Hz pA p-p pA/√Hz
in p-p in
－ 3/18 －
ADA4528-1 電気的特性—5 V動作 特に指定がない限り、VS = 5 V、VCM = VSY/2 V、TA = +25°C。 表 3. Parameter
Symbol
Test Conditions/Comments
INPUT CHARACTERISTICS Offset Voltage
VOS
VCM = 0 V to 5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C −40°C ≤ TA ≤ +125°C
Offset Voltage Drift Input Bias Current
ΔVOS/ΔT IB
Input Offset Current
IOS
Min
Typ
Max
Unit
0.3
2.5 4 0.015 200 300 400 500 5
μV μV μV/°C pA pA pA pA V dB dB dB dB dB dB kΩ GΩ pF pF
0.002 90
−40°C ≤ TA ≤ +125°C 180 −40°C ≤ TA ≤ +125°C Input Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio
CMRR
Open-Loop Gain
AVO
Input Resistance, Differential Mode Input Resistance, Common Mode Input Capacitance, Differential Mode Input Capacitance, Common Mode OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High
Output Voltage Low
VCM = 0 V to 5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ, VO = 0.1 V to 4.9 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 2 kΩ, VO = 0.1 V to 4.9 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C
0 137 122 127 125 121 120
RINDM RINCM CINDM CINCM VOH
VOL
160 139 131 190 1 16.5 33
RL = 10 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 2 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 10 kΩ to VCM −40°C ≤ TA ≤ +125°C RL = 2 kΩ to VCM
4.99 4.98 4.96 4.94
4.995 4.98 5 20
−40°C ≤ TA ≤ +125°C Short-Circuit Current Closed-Loop Output Impedance POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio Supply Current/Amplifier DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate Settling Time to 0.1% Gain Bandwidth Product Phase Margin Overload Recovery Time NOISE PERFORMANCE Voltage Noise Voltage Noise Density Current Noise Current Noise Density
Rev. 0
ISC ZOUT PSRR ISY
60 ±40 0.1
f = 1 kHz, AV = +10 VSY = 2.2 V to 5.5 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C IO = 0 mA −40°C ≤ TA ≤ +125°C
10 20 40
130 127
150 1.5
1.8 2.2
V V V V mV mV mV mV mA Ω dB dB mA mA
SR ts GBP ΦM
RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = +1 VIN = 4 V step, RL = 10 kΩ, CL = 100 pF RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = +1 RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = +1 RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, AV = −10
0.5 10 4 57 50
V/μs µs MHz Degrees μs
en p-p en
f = 0.1 Hz to 10 Hz, AV = +100 f = 1 kHz, AV = +100 f = 1 kHz, AV = +100, VCM = 4.5 V f = 0.1 Hz to 10 Hz, AV = +100 f = 1 kHz, AV = +100
99 5.9 5.3 2.6 0.5
nV p-p nV/√Hz nV/√Hz pA p-p pA/√Hz
in p-p in
－ 4/18 －
ADA4528-1 絶対最大定格 表 4.
熱抵抗
Parameter
Rating
Supply Voltage Input Voltage Input Current1 Differential Input Voltage Output Short-Circuit Duration to GND Storage Temperature Range Operating Temperature Range Junction Temperature Range Lead Temperature (Soldering, 60 sec)
6V ±VSY ± 0.3 V ±10 mA ±VSY Indefinite −65°C to +150°C −40°C to +125°C −65°C to +150°C 300°C
1
θJA はワーストケース条件で規定。すなわち表面実装パッケージ の場合、デバイスを回路ボードにハンダ付けした状態で規定。 標準の 4 層ボードを使用して測定。 表 5.熱抵抗 Package Type
θJA
θJC
Unit
8-Lead MSOP (RM-8)
142
45
°C/W
ESDの注意
入力ピンには、電源ピンへのクランプ・ダイオードが付いています。入力信 号が電源レールを 0.5 V 以上超えるときは、入力電流を 10 mA 以下に制限す る必要があります。
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒 久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格 の規定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクシ ョンに記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものでは ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバ イスの信頼性に影響を与えます。
Rev. 0
－ 5/18 －
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。
ADA4528-1 代表的な性能特性 特に指定のない限り、TA = 25°C。 100
100 VSY = 2.5V VCM = VSY/2
90
80
NUMBER OF AMPLIFIERS
80 70 60 50 40 30
70 60 50 40 30
20
20
10
10 –0.8
–0.6
–0.4
–0.2
0.2 0 VOS (µV)
0.4
0.6
0.8
1.0
0 –1.0
09437-002
0 –1.0
–0.8
図 2.入力オフセット電圧の分布
–0.6
–0.4
–0.2
0 0.2 VOS (µV)
0.4
0.6
0.8
1.0
09437-005
NUMBER OF AMPLIFIERS
VSY = 5V VCM = VSY/2
90
図 5.入力オフセット電圧の分布 60
60 VSY = 2.5V VCM = VSY/2
NUMBER OF AMPLIFIERS
NUMBER OF AMPLIFIERS
50
VSY = 5V VCM = VSY/2
50
40
30
20
40
30
20
10
0
0
3
6
9
12
0
09437-006
09437-003
10
0
3
15
6
9
12
15
TCVOS (nV/°C)
TCVOS (nV/°C)
図 6.入力オフセット電圧ドリフトの分布
図 3.入力オフセット電圧ドリフトの分布 1.0 1.0 VSY = 2.5V
0.8
VSY = 5V
0.8 0.6
0.6
0.4 VOS (µV)
VOS (µV)
0.4 0.2 0
0.2 0 –0.2
–0.2
–0.4 –0.4
–0.6 –0.6
–0.8
0
0.5
1.5
1.0
2.0
VCM (V)
2.5
09437-004
–1.0 –1.0
1
3
2
4
VCM (V)
図 7.同相モード電圧対入力オフセット電圧
図 4.同相モード電圧対入力オフセット電圧
Rev. 0
0
－ 6/18 －
5
09437-007
–0.8
ADA4528-1 400
400 VSY = 2.5V VCM = VSY/2
300
IB+
200
200 IB+
100 IB (pA)
100 IB (pA)
VSY = 5V VCM = VSY/2
300
0 –100
0 IB– –100 –200
–300
–300
–25
0
25
50
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
–400 –50
09437-008
–400 –50
–25
0
25
50
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
図 8.入力バイアス電流の温度特性
09437-110
IB– –200
図 11.入力バイアス電流の温度特性 600
600 400 +85°C
400
+85°C 200
–40°C +25°C
IB (pA)
IB (pA)
200
+125°C
0
–40°C
0
+25°C
–200 +125°C –400
–200
–600
–400
–800
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
VCM (V)
0
09437-009
–600
1
2
3
4
5
VCM (V)
09437-012
VSY = 5V
VSY = 2.5V
図 12.同相モード電圧対入力バイアス電流
図 9.同相モード電圧対入力バイアス電流 10
1
100m
10m
–40°C +25°C +85°C +125°C
1m
0.1m 0.001
0.01
0.1 1 LOAD CURRENT (mA)
10
100
1
100m
10m
–40°C +25°C +85°C +125°C
1m
0.1m 0.001
0.01
0.1 1 LOAD CURRENT (mA)
10
100
図 13.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOL)
図 10.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOL)
Rev. 0
VS = 5V
－ 7/18 －
09437-017
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (V)
VSY = 2.5V
09437-014
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (V)
10
ADA4528-1 OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (V)
10
1
100m –40°C +25°C +85°C +125°C
1m
0.01
10
0.1 1 LOAD CURRENT (mA)
100
図 14.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOH)
15
10
RL = 10kΩ
–25
0
25
50
1m
0.1m 0.001
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV)
RL = 2kΩ
0 –50
10m
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
09437-016
OUTPUT VOLTAGE (VOL) TO SUPPLY RAIL (mV)
VSY = 2.5V
5
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV)
15
10 RL = 10kΩ 5
0
25
50
75
100
TEMPERATURE (°C)
125
RL = 2kΩ
35 30 25 20 15 RL = 10kΩ
10 5 0 –50
–25
0
25 50 75 TEMPERATURE (°C)
100
125
25 VSY = 5V
RL = 2kΩ
20
15
10 RL = 10kΩ
5
–25
0
25
50
75
100
TEMPERATURE (°C)
図 16.出力電圧(VOH) /電源レール比の温度特性
Rev. 0
100
VSY = 5V 40
0 –50
09437-015
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (mV)
RL = 2kΩ
20
–25
10
0.1 1 LOAD CURRENT (mA)
図 18.出力電圧(VOL) /電源レール比の温度特性
25
0 –50
0.01
45
図 15.出力電圧(VOL) /電源レール比の温度特性
VSY = 2.5V
–40°C +25°C +85°C +125°C
図 17.負荷電流対電源レールまで近付く出力電圧(VOH)
25
20
100m
09437-019
0.1m 0.001
1
図 19.出力電圧(VOH) /電源レール比の温度特性
－ 8/18 －
125
09437-117
10m
VSY = 5V
09437-013
VSY = 2.5V
09437-010
OUTPUT VOLTAGE (VOH) TO SUPPLY RAIL (V)
10
ADA4528-1 2.00
2.0 +125°C 1.8
+85°C
1.50
ISY PER AMPLIFIER (mA)
ISY PER AMPLIFIER (mA)
1.75
+25°C
1.25 –40°C
1.00 0.75 0.50
VSY = 5.0V 1.6
VSY = 2.5V
1.4
1.2
1.5
2.0
2.5 3.0 VSY (V)
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
1.0 –50
–25
0
25
図 20.電源電圧対電源電流
75
100
125
図 23.電源電流の温度特性
120
135
120
135
90
90
90
90
60
45
60
45
PHASE
0
VSY = 2.5V RL = 10kΩ CL = 100pF
–30 1k
GAIN
30
10k
100k
–90 10M
1M
0
VSY = 5V RL = 10kΩ CL = 100pF
0
–45
–30 1k
09437-022
0
PHASE (Degrees)
GAIN
30
OPEN-LOOP GAIN (dB)
PHASE
OPEN-LOOP GAIN (dB)
50
TEMPERATURE (°C)
FREQUENCY (Hz)
–45
10k
100k
図 24.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
60
60 VSY = 2.5V
VSY = 5V
50
50 AV = 100
AV = 100 CLOSED-LOOP GAIN (dB)
CLOSED-LOOP GAIN (dB)
40 30 AV = 10 20 10 AV = 1 0 –10
40 30 AV = 10 20 10 AV = 1 0 –10
1k
10k
100k
1M
10M
–20 10
09437-026
100
FREQUENCY (Hz)
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
図 22.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性
Rev. 0
–90 10M
1M
FREQUENCY (Hz)
図 21.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
–20 10
PHASE (Degrees)
1.0
09437-025
0.5
図 25.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性
－ 9/18 －
09437-029
0
09437-021
0
09437-024
0.25
ADA4528-1 140
160 VSY = 2.5V 140
100
100
CMRR (dB)
80 60
60 40
40 VCM = VSY/2 VCM = 1.1V 10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
0 100
09437-126
1k
1k
10k
100k
図 26.CMRR の周波数特性
120 VSY = 5V
VSY = 2.5V 100
100
80
80
PSRR (dB)
10M
図 29.CMRR の周波数特性
120
PSRR (dB)
60 PSRR+ 40
60 PSRR+ 40 PSRR–
PSRR– 20
20
0
0
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
–20 100
09437-032
–20 100
1M
FREQUENCY (Hz)
09437-031
20
0 100
80
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
図 27.PSRR の周波数特性
09437-035
CMRR (dB)
120
20
VSY = 5V VCM = VSY/2
120
図 30.PSRR の周波数特性
1k 1k
VSY = 2.5V
VSY = 5V
100 100 10
1
10
AV = 10
ZOUT (Ω)
ZOUT (Ω)
AV = 100
AV = 1 0.1
AV = 100
AV = 10
1
AV = 1 0.1
0.01
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
0.001 100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
図 28.出力インピーダンスの周波数特性
Rev. 0
図 31.出力インピーダンスの周波数特性
－ 10/18 －
10M
09437-030
0.001 100
09437-027
0.01
VOLTAGE (1V/DIV)
TIME (20µs/DIV)
図 35.大信号過渡応答
VOLTAGE (50mV/DIV)
VOLTAGE (50mV/DIV)
図 32.大信号過渡応答
VSY = ±2.5V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 100pF
09437-038
VSY = ±1.25V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 100pF
TIME (1µs/DIV)
TIME (1µs/DIV)
図 33.小信号過渡応答
16
12
16
12
8
OVERSHOOT (%)
OS+
10
OS–
6
6
2
2
10
100
LOAD CAPACITANCE (pF)
1000
OS+
8
4
0
OS–
0 1
10
100
LOAD CAPACITANCE (pF)
図 34.負荷容量対小信号オーバーシュート
Rev. 0
10
4
1
VSY = 5V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ
14
09437-033
OVERSHOOT (%)
図 36.小信号過渡応答
VSY = 2.5V VIN = 100mV p-p AV = 1 RL = 10kΩ
14
09437-041
TIME (20µs/DIV)
09437-037
VSY = ±2.5V VIN = 4V p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 100pF
09437-034
VSY = ±1.25V VIN = 2V p-p AV = 1 RL = 10kΩ CL = 100pF
図 37.負荷容量対小信号オーバーシュート
－ 11/18 －
1000
09437-036
VOLTAGE (0.5V/DIV)
ADA4528-1
VSY = ±1.25V AV = –10 VIN = 187.5mV RL = 10kΩ CL = 100pF OUTPUT
1
0
–1 TIME (10µs/DIV)
–0.5
–1 TIME (10µs/DIV)
VSY = ±1.25V VIN = 187.5mV AV = –10 RL = 10kΩ CL = 100pF
0
INPUT
1
–0.5 OUTPUT
0
OUTPUT 0
–1
OUTPUT VOLTAGE (V)
1
–2 TIME (10µs/DIV)
–1
VSY = ±2.5V AV = –10 VIN = 375mV RL = 10kΩ CL = 100pF
–2
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT
0.5
09437-042
INPUT VOLTAGE (V)
図 41.正側過負荷回復
0
–3 TIME (10µs/DIV)
図 42.負側過負荷回復
図 39.負側過負荷回復
INPUT
INPUT
VOLTAGE (2V/DIV)
VSY = 2.5V RL = 10kΩ CL = 100pF
+7.5mV OUTPUT ERROR BAND
0 –7.5mV
VSY = 5V RL = 10kΩ CL = 100pF
+20mV OUTPUT ERROR BAND
0 –20mV 09437-047
09437-044
VOLTAGE (1V/DIV)
2
0
0.5
TIME (10µs/DIV)
TIME (10µs/DIV)
図 40.0.1%への正セトリング・タイム
Rev. 0
3
1
09437-039
INPUT VOLTAGE (V)
VSY = ±2.5V AV = –10 VIN = 375mV RL = 10kΩ CL = 100pF
OUTPUT
図 38.正側過負荷回復
–0.5
INPUT
2 OUTPUT VOLTAGE (V)
–0.5
0
OUTPUT VOLTAGE (V)
INPUT 0
0.5
09437-043
INPUT VOLTAGE (V)
0.5
09437-040
INPUT VOLTAGE (V)
ADA4528-1
図 43.0.1%への正セトリング・タイム
－ 12/18 －
ADA4528-1 VSY = 2.5V RL = 10kΩ CL = 100pF
VSY = 5V RL = 10kΩ CL = 100pF
+7.5mV OUTPUT
0
ERROR BAND
INPUT
VOLTAGE (2V/DIV)
VOLTAGE (1V/DIV)
INPUT
+20mV ERROR BAND OUTPUT
–7.5mV
0
09437-048
09437-045
–20mV
TIME (10µs/DIV)
TIME (10µs/DIV)
図 44.0.1%への負セトリング・タイム
図 47.0.1%への負セトリング・タイム 100
100
10
VSY = 5V AV = 100 VCM = VSY/2
10
1
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
09437-046
1
1
1
10k
10
1
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1
0.1
09437-150
1
VSY = 5V AV = 100 VCM = VSY/2
1
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
図 46.電流ノイズ密度の周波数特性
図 49.電流ノイズ密度の周波数特性
－ 13/18 －
100k
09437-153
CURRENT NOISE DENSITY (pA/√Hz)
VSY = 2.5V AV = 100 VCM = VSY/2
CURRENT NOISE DENSITY (pA/√Hz)
1k
図 48.電圧ノイズ密度の周波数特性
10
Rev. 0
100 FREQUENCY (Hz)
図 45.電圧ノイズ密度の周波数特性
0.1
10
09437-049
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
VSY = 2.5V AV = 100 VCM = VSY/2
ADA4528-1 VSY = 5V AV = 100 VCM = VSY/2
TIME (1s/DIV)
09437-053
INPUT VOLTAGE (20nV/DIV) 09437-050
INPUT VOLTAGE (20nV/DIV)
VSY = 2.5V AV = 100 VCM = VSY/2
TIME (1s/DIV)
図 50.0.1～10 Hz でのノイズ
図 53.0.1～10 Hz でのノイズ 10
10
1
0.1
0.1
0.01
0.001 0.001
VSY = 2.5V AV = 1 f = 1kHz RL = 10kΩ 0.01
0.1
1
10
AMPLITUDE (V p-p)
0.001 0.001
09437-152
0.01
VSY = 5V AV = 1 f = 1kHz RL = 10kΩ
0.01
0.1
1
10
10k
100k
AMPLITUDE (V p-p)
09437-155
THD + N (%)
THD + N (%)
1
図 54.振幅対 THD +ノイズ
図 51.振幅対 THD +ノイズ 1
VSY = 5V RL = 10kΩ AV = 1 80kHz LOW-PASS FILTER VIN = 2V p-p
1 VSY = 2.5V RL = 10kΩ AV = 1 80kHz LOW-PASS FILTER VIN = 2V p-p
THD + N (%)
0.1
THD + N (%)
0.1
0.01
0.001 10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1k
図 55.THD +ノイズの周波数特性
図 52.THD +ノイズの周波数特性
Rev. 0
100
FREQUENCY (Hz)
09437-056
0.001 10
－ 14/18 －
09437-057
0.01
ADA4528-1 アプリケーション情報
3
ADA4528-1 は、特許取得済みのチョッピング技術を採用した高 精度超低ノイズのゼロ・ドリフト・オペアンプです。このチョッ ピング技術は、0.3 µV (typ)の超低入力オフセット電圧と 0.002 µV/oC (typ)の入力オフセット電圧ドリフトを提供します。 VOLTAGE (V)
1
同相モード電圧変化と電源変動から発生するオフセット電圧誤 差もチョッピング技術で補正されるため、158 dB (typ)の CMRR と 2.5 V 電源電圧で 150 dB の PSRR が得られます。ADA4528-1 の 広帯域ノイズは、5.6 nV/√Hz (f = 1 kHz、AV = +100、VSY = 2.5 V) と低く、1/f ノイズ成分は発生しません。これらの機能は、DC または 1Hz 以下の高精度アプリケーションの低レベル信号の増 幅に最適です。
0
–1
–3
いずれかの入力が電源レールより 300 mV 以上高くなると、こ れらの ESD ダイオードが順方向バイアスされて大きな電流が流 れます。この大きな電流を制限しないとデバイスに恒久的な損 傷を与えることがあります。入力で過電圧状態が予測される場 合、各入力に直列に抵抗を接続して入力電流を最大 10 mA に制 限してください。ただし、回路全体に対する抵抗の熱ノイズの 影響を考慮してください。 5 V の 電 源 電 圧 で 、 ADA4528-1 の 広 帯 域 電 圧 ノ イ ズ は 約 6 nV/√Hz (ゲイン= 1)で、1 kΩ 抵抗の熱ノイズは 4 nV/√Hz にな ります。1 kΩ 抵抗を追加すると、合計ノイズが 2 乗和平均(RSS) で 30%増加します。
レールtoレールの入力と出力
VSY = ±2.5V AV = 1 RL = 10kΩ
TIME (200µs/DIV)
図 56.レール to レールの入力と出力
ノイズに対する注意事項 1/fノイズ "ピンク・ノイズ"とも呼ばれる 1/f ノイズは、半導体デバイスに 固有で周波数が小さくなると大きくなります。低い周波数では 1/f ノイズが支配的なノイズ成分であるため、回路のノイズ・ゲ インで増幅されると、大きな出力電圧オフセットが発生します。 ただし、ADA4528-1 は内部で 1/f ノイズを除去するため、DC ま たは 1Hz 以下の高精度アプリケーションに対する優れた選択肢 になっています。電源電圧= 2.5 V での 0.1 Hz～10 Hz のアンプ 電圧ノイズは、僅か 97 nV p-p (AV = +100)です。 低周波 1/fノイズはADA4528-1 に対する低速で変化するオフセッ トとして現れるため、チョッピング技術により大幅に削減されま す。このため、ADA4528-1 はDCと低周波で、1/fノイズに敏感 な標準の低ノイズ・アンプに比べて遥かに小さいノイズを持つ ことができます。図 45 と 図 48 に、1/fノイズのないアンプの 電圧ノイズ密度を示します。
ADA4528-1 は、2.2 V～5.5 Vの電源電圧でレールtoレールの入力 と出力を持っています。図 56 に、ADA4528-1 の入力波形と出力 波形を示します(ユニティ・ゲイン・バッファとして構成、電源 電 圧 = ±2.5 V 、 抵 抗 負 荷 = 10 MΩ) 。入 力 電 圧 = ±2.5 V で 、 ADA4528-1 の出力は両電源レールの非常に近くまで変化するこ とができます。さらに、位相反転は発生しません。
ソース抵抗 ADA4528-1 は、1 kHz で 5.6 nV/√Hz の広帯域ノイズ (VSY = 2.5 V、 AV = +100)を持つ、現在業界に存在する最小ノイズ・ゼロ・ド リフト・アンプの 1 つです。このため、全体的な低ノイズを維 持するため入力ソース抵抗の選択は重要です。アンプの入力換 算総合広帯域ノイズ(eN total)は基本的に、入力電圧ノイズ、入力 電流ノイズ、外付け抵抗のサーマル(ジョンソン)ノイズの 3 つ のタイプのノイズの関数になっています。これらの相関のない ノイズ・ソースは、次式を使って 2 乗和平均(rss)をとることに より加算することができます。 eN total = [en2 + 4 kTRS + (in × RS)2]1/2 ここで、 en はアンプの入力電圧ノイズ (V/√Hz)。 In はアンプの入力電流ノイズ(A/√Hz)。 RS は合計入力ソース抵抗(Ω)。 k はボルツマン定数(1.38 × 10−23 J/K)。 T は絶対温度(K)。
Rev. 0
09437-059
–2
入力保護 ADA4528-1 は、入力と各電源レールとの間に接続されたESD保 護ダイオードを内蔵しています。これらのダイオードは、静電 放電と通常動作時の逆バイアスから入力トランジスタを保護し ます。この保護方式では、電源電圧より約 300 mVまで高い電圧 を永久的な損傷なしにいずれかの入力に加えることができます。 表 4 と 絶対最大定格のセクションを参照してください。
VIN VOUT
2
－ 15/18 －
ADA4528-1 特定帯域幅での等価総合 rms ノイズは次のように表されます。 eN,RMS = eN total √BW
100 VSY = 5V VCM = VSY/2
低いソース抵抗(RS < 1 Ω)では、アンプの電圧ノイズが支配的で す。ソース抵抗が大きくなると、RS の熱ノイズが支配的になり ます。ソース抵抗がさらに大きくなると(RS > 100 kΩ)、電流ノ イズが総合入力ノイズの主な成分になります。低ノイズ・オペ アンプのセレクション・テーブルは、AN-940 アプリケーショ ン・ノート、「Low Noise Amplifier Selection Guide for Optimal Noise Performance」に記載してあります。
10
AV = 1 AV = 10 AV = 100 1 1
様々なゲイン構成での電圧ノイズ密度 図 57 に、競合他社Aのゼロ・ドリフト・アンプのクローズド・ ループ・ゲイン対電圧ノイズ密度を示します。アンプの電圧ノ イズ密度はクローズド・ループ・ゲインが 1000 から 1 へ減少す ると、11 nV/√Hzから 21 nV/√Hzに増加しています。図 58 に、 ADA4528-1 の電圧ノイズ密度の周波数特性を 3 種類のゲイン構 成に対して示します。ADA4528-1 は、ゲイン構成に無関係に 6 nV/√Hz～7 nV/√Hzの低い入力電圧ノイズ密度を提供していま す。 VSY = 5V f = 100Hz COMPETITOR A
20
16
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
図 58.電圧ノイズ密度の周波数特性
残留リップル ACFBはチョッピングに関係するリップルを除去しますが、残 留リップルのためにチョッピング周波数とその高調波に高いノ イズ・スペクトルが存在します。 図 59 に、ゲイン= 1 での ADA4528-1 の電圧ノイズ密度を示します。50 nV/√Hzのノイ ズ・スパイクが、200 kHzのチョッピング周波数に見られます。 このノイズ・スパイクは、オペアンプがチョッピング周波数よ り高いクローズド・ループ周波数を持つ場合に大きくなります。 ノイズを所要レベルまで小さくするためには、アンプ出力にポ スト・フィルタを設けることが推奨されます。 100 VSY = 5V AV = 1 VCM = VSY/2
8
4
0
1
10
100
1000
CLOSED-LOOP GAIN (V/V)
図 57.競合他社 A のクローズド・ループ・ゲイン対 電圧ノイズ密度
10
1 1
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
図 59.電圧ノイズ密度
Rev. 0
－ 16/18 －
1M
10M
09437-063
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
12
09437-061
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
24
10
09437-062
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/√Hz)
ここで、BW は Hz で表した帯域幅です。 この解析は、広帯域ノイズ計算に対して有効です。注目の帯域 幅にチョッピング周波数が含まれる場合は、チョッピング周波 数でのノイズ・スパイクの影響を考慮するため計算はさらに複 雑になります(図 59 参照)。
ADA4528-1 COMPONENT LEAD
プリント回路ボードのレイアウト
リーク電流をなくするために、ボード表面をクリーンにして湿 気をなくす必要があります。回路ボードの表面コーティングを 行うと、表面の湿気の蓄積が少なくなり、湿度バリアが構成され て、ボード上の寄生抵抗が少なくなります。 電源を適切にバイパスし、電源パターンを短くすると、出力電 流変動による電源の乱れが小さくなります。バイパス・コンデ ンサをデバイス電源ピンのできるだけ近くに接続します。漂遊 容量は、アンプの出力と入力で問題になります。信号パターン は電源ラインから少なくとも 5 mm 離して、ノイズの混入を小 さくすることが推奨されます。 その他のオフセット誤差原因としては、回路ボード上のゼーベッ ク電圧があります。ゼーベック電圧は異なるメタルの接合で発生 し、接合温度の関数になります。回路ボード上の最も一般的な メタル接合はハンダ―ボード・パターン間とハンダ―部品端子 間の接合です。図 60 に、PCBにハンダ付けされた表面実装部品 の断面図を示します。ボード上での温度変化(TA1 ≠ TA2)により、 ハンダ付けポイントでのゼーベック電圧の不一致が発生して、 ADA4528-1 の極めて低いオフセット電圧性能を低下させる熱電 圧誤差が発生します。
Rev. 0
VSC1 +
SURFACE-MOUNT COMPONENT
VTS1 +
+
VSC2
SOLDER
+ VTS2
PC BOARD TA1 COPPER TRACE
TA2 IF TA1 ≠ TA2, THEN VTS1 + VSC1 ≠ VTS2 + VSC2
09437-154
ADA4528-1 は、極めて低いオフセット電圧とノイズを持つ高精 度デバイスです。このため、ボード・レベルで ADA4528-1 の最 適性能を実現するために、プリント回路ボード(PCB)のレイアウ ト・デザインで注意が必要です。
図 60.ゼーベック電圧の不一致による ゼーベック電圧誤差の発生 これらの熱電対効果を小さくするため、熱源により両端が等し く温度上昇するように抵抗の向きを調節してください。可能な 場合には、入力信号パスに一致する部品番号と部品タイプを使 用して、熱電対接合の番号とタイプに合わせる必要があります。 例えば、ゼロ値抵抗のようなダミー部品を使って、熱電対誤差 原因(反対側入力パスの実抵抗)に一致させます。一致する部品を 近くに同じ向きで配置することによりゼーベック電圧を等しく し、熱誤差を相殺させます。さらに、同じ長さのリードを使っ て、熱伝導の平衡状態を維持させます。可能な場合は、PCB 上 の発熱源をアンプ入力回路から離します。 グラウンド・プレーンの使用も推奨されます。グラウンド・プ レーンを使用すると、ボードへの熱放散とボード上の一定温度 維持に役立ち、EMI ノイズの混入も減らすことができます。
－ 17/18 －
ADA4528-1 外形寸法 3.20 3.00 2.80
3.20 3.00 2.80
8
1
5
5.15 4.90 4.65
4
PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75
15° MAX 1.10 MAX
0.40 0.25
6° 0°
0.23 0.09
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
0.80 0.55 0.40 10-07-2009-B
0.15 0.05 COPLANARITY 0.10
図 61.8 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
オーダー・ガイド Model1
Temperature Range
Package Description
Package Option
Branding
ADA4528-1ARMZ ADA4528-1ARMZ-R7 ADA4528-1ARMZ-RL
−40°C to +125°C −40°C to +125°C −40°C to +125°C
8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP]
RM-8 RM-8 RM-8
A2R A2R A2R
1
Z = RoHS 準拠製品
Rev. 0
－ 18/18 －
