Transcript
LTC6244 デュアル50MHz、低ノイズ レール･トゥ･レールCMOSオペアンプ 特長
概要
入力バイアス電流：1pA (標準、25℃) ■ 低いオフセット電圧：100μV （最大） ■ 低いオフセット･ドリフト：2.5μV/℃ （最大） ■ 0.1Hz～10Hzノイズ：1.5μVP-P ■ スルーレート：40V/μs ■ 利得帯域幅積：50MHz ■ レール・トゥ・レールの出力振幅 ■ 電源範囲： LTC6244：2.8V～6V LTC6244HV：2.8V～±5.25V ■ 低い入力容量：2.1pF ■ 8ピンMSOPおよび小型DFNパッケージで供給
LTC ® 6244は、50MHzの利得帯域幅、40V/μsのスルーレー ト、1pAの入力バイアス電流、低入力容量、 レール･トゥ･レー ル出力振幅を特長とする、 デュアル高速ユニティゲイン安定 CMOSオペアンプです。0.1Hz∼10Hzノイズがわずか1.5μVP-P で、1kHzで12nV/√Hz以下のノイズが保証されています。 このよ うにACおよびノイズ特性が優れているうえに、広い電源電圧 範囲で動作し、最大オフセット電圧がわずか100μV、 最大オフ セット･ドリフトがわずか2.5μV/℃なので、 フォトダイオード･アン プをはじめとする多くの高速信号処理アプリケーションに適し ています。
■
アプリケーション ■ フォトダイオード･アンプ
■ チャージ・カップルド・アンプ
低ノイズ信号処理 ■ アクティブ・フィルタ ■ 医療用計測 ■ 高インピーダンス･トランスジューサ・アンプ ■
このオペアンプは、両方の電源レールの35mV以内に振幅す る出力段を搭載しているので、低電圧電源アプリケーション において信号のダイナミックレンジを最大限に広げることがで きます。入力同相範囲は負電源電圧まで拡張されています。 こ のデバイスは3Vと5Vで完全に規定され、HVバージョンでは 5Vの電源での動作が保証されています。 LTC6244は8ピンMSOPパッケージで供給されます。 また、小 型のデュアル･ファインピッチ･リードレス （DFN） パッケージで も供給されるので、 コンパクト設計にも対応できます。 、LT、LTC、LTM、Linear TechnologyおよびLinearのロゴはリニアテクノロジー社の登録商標 です。 他のすべての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。
標準的応用例 非常に低ノイズの大面積フォトダイオード
VOSの分布 120
0.25pF PHILIPS BF862 JFET
100
5V –5V
4.99k
4.7µF* VBB
– IPD
4.99k
90
1M
1/2 LTC6244HV
+
VOUT = 1M • IPD BW = 350kHz NOISE = 291nV AT 10kHz VOUT
NUMBER OF UNITS
5V
110
LTC6244MS8 VS = 5V, 0V VCM = 2.5V TA = 25°C
80 70 60 50 40 30
–5V 6244 TA01a
HAMAMATSU LARGE AREA PHOTODIODE S1227-1010BQ CPD = 3000pF
20 10 0
–60
20 40 –40 –20 0 INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
60 6244 TA01b
*必要ならば、 マイクロフォン用、薄膜、X7Rでよい
6244fa
1
LTC6244 絶対最大定格 (Note 1) 全電源電圧(V＋～V−間) LTC6244............................................................................ 7V LTC6244HV ..................................................................... 12V 入力電圧 .......................................... (V＋＋0.3V) ～ (V−−0.3V) 入力電流 ........................................................................±10mA 出力短絡時間 (Note 2) ..................................................無期限 動作温度範囲 LTC6244C ....................................................... −40℃～85℃ LTC6244I ........................................................ −40℃～85℃ LTC6244H ..................................................... −40℃～125℃
規定温度範囲 (Note 3) LTC6244C ............................................................0℃～70℃ LTC6244I ........................................................ −40℃～85℃ LTC6244H ..................................................... −40℃～125℃ 接合部温度......................................................................150℃ 保存温度範囲................................................... −65℃～150℃ リード温度 (半田付け、10秒) ..........................................300℃
ピン配置 TOP VIEW 9
OUT A 1 –IN A 2 +IN A 3 V– 4
8 V+
TOP VIEW
7 OUT B
A B
OUT A –IN A +IN A V–
6 –IN B 5 +IN B
1 2 3 4
8 7 6 5
V+ OUT B –IN B +IN B
MS8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC MSOP
DD PACKAGE 8-LEAD (3mm × 3mm) PLASTIC DFN TJMAX = 150°C, θJA = 43°C/W EXPOSED PAD (PIN 9) CONNEECTED TO V– (PCB CONNECTION OPTIONAL)
TJMAX = 150°C, θJA = 250°C/W
発注情報 鉛フリー仕様
テープアンドリール
製品マーキング
パッケージ
規定温度範囲
LTC6244CDD#PBF
LTC6244CDD#TRPBF
LCCF
8-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN
0°C to 70°C
LTC6244HVCDD#PBF
LTC6244HVCDD#TRPBF
LCGD
8-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN
0°C to 70°C
LTC6244IDD#PBF
LTC6244IDD#TRPBF
LCCF
8-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN
–40°C to 85°C
LTC6244HVIDD#PBF
LTC6244HVIDD#TRPBF
LCGD
8-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN
–40°C to 85°C
LTC6244HDD#PBF
LTC6244HDD#TRPBF
LCCF
8-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN
–40°C to 125°C
LTC6244HVHDD#PBF
LTC6244HVHDD#TRPBF
LCGD
8-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN
–40°C to 125°C
LTC6244CMS8#PBF
LTC6244CMS8#TRPBF
LTCCM
8-Lead Plastic MSOP
0°C to 70°C
LTC6244HVCMS8#PBF
LTC6244HVCMS8#TRPBF LTCGF
8-Lead Plastic MSOP
0°C to 70°C
LTC6244IMS8#PBF
LTC6244IMS8#TRPBF
LTCCM
8-Lead Plastic MSOP
–40°C to 85°C
LTC6244HVIMS8#PBF
LTC6244HVIMS8#TRPBF
LTCGF
8-Lead Plastic MSOP
–40°C to 85°C
LTC6244HMS8#PBF
LTC6244HMS8#TRPBF
LTCCM
8-Lead Plastic MSOP
–40°C to 125°C
さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 非標準の鉛ベース仕様の製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 鉛フリー仕様の製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。 テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。 6244fa
2
LTC6244 電気的特性 (LTC6244C/I、LTC6244HVC/I)
●は全規定温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 5V、0V、VCM = 2.5V
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
VOS
Input Offset Voltage (Note 4)
MS8 Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
DD Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
VOS Match Channel-to-Channel (Note 5) MS8 Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
DD Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
TC VOS
Input Offset Voltage Drift, MS8 (Note 6)
IB
Input Bias Current (Notes 4, 7)
IOS
Input Offset Current (Notes 4, 7)
MIN
l
TYP
MAX
UNITS
40
100 225 300
µV µV µV
100
650 800 950
µV µV µV
40
160 275 325
µV µV µV
150
800 900 1.1
µV µV mV
0.7
2.5
µV/°C
75
pA pA
75
pA pA
1 l
0.5 l
Input Noise Voltage
0.1Hz to 10Hz
en
Input Noise Voltage Density
f = 1kHz
in
Input Noise Current Density (Note 8)
0.56
fA/√Hz
RIN
Input Resistance
Common Mode
1012
Ω
CIN
Input Capacitance Differential Mode Common Mode
f = 100kHz
3.5 2.1
pF pF
VCM
Input Voltage Range
Guaranteed by CMRR
l
0
CMRR
Common Mode Rejection
0V ≤ VCM ≤ 3.5V
l
74
105
dB
l
72
100
dB
VO = 1V to 4V RL = 10k to VS/2 0°C to 70°C –40°C to 85°C
1000 600 450
2500
l l
V/mV V/mV V/mV
VO = 1.5V to 3.5V RL = 1k to VS/2 0°C to 70°C –40°C to 85°C
300 200 150
1000
l l
V/mV V/mV V/mV
CMRR Match Channel-to-Channel (Note 5) AVOL
Large Signal Voltage Gain
1.5 8
µVP-P 12
3.5
nV/√Hz
V
VOL
Output Voltage Swing Low (Note 9)
No Load ISINK = 1mA ISINK = 5mA
l l l
15 40 150
35 75 300
mV mV mV
VOH
Output Voltage Swing High (Note 9)
No Load ISOURCE = 1mA ISOURCE = 5mA
l l l
15 45 175
35 75 325
mV mV mV
PSRR
Power Supply Rejection
VS = 2.8V to 6V, VCM = 0.2V
l
75
105
dB
PSRR Match Channel-to-Channel (Note 5)
l
73
100
dB
Minimum Supply Voltage (Note 10)
l
2.8 25
ISC
Short-Circuit Current
l
IS
Supply Current per Amplifier
l
V 35 6.25
mA 7.4
mA 6244fa
3
LTC6244 電気的特性 (LTC6244C/I、LTC6244HVC/I)
●は全規定温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 5V、0V、VCM = 2.5V。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
TYP
GBW
Gain Bandwidth Product
Frequency = 100kHz, RL = 1kΩ
SR
Slew Rate (Note 11)
FPBW ts
MAX
UNITS
l
35
50
MHz
AV = –2, RL = 1kΩ
l
18
35
V/µs
Full Power Bandwidth (Note 12)
VOUT = 3VP-P, RL = 1kΩ
l
1.9
3.7
MHz
Settling Time
VSTEP = 2V, AV = –1, RL = 1kΩ, 0.1%
535
ns
(LTC6244C/I、 LTC6244HVC/I)
●は全規定温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 3V、0V、VCM = 1.5V。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
VOS
Input Offset Voltage (Note 4)
MS8 Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
DD Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
VOS Match Channel-to-Channel (Note 5) MS8 Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
DD Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
IB
Input Bias Current (Notes 4, 7)
IOS
Input Offset Current (Notes 4, 7)
MIN
TYP
MAX
UNITS
40
175 250 325
µV µV µV
100
650 800 950
µV µV µV
40
200 300 350
µV µV µV
150
800 900 1.1
µV µV mV
75
pA pA
75
pA pA
1 l
0.5 l
Input Noise Voltage
0.1Hz to 10Hz f = 1kHz
1.5
en
Input Noise Voltage Density
in
Input Noise Current Density (Note 8)
VCM
Input Voltage Range
Guaranteed by CMRR
l
0
CMRR
Common Mode Rejection
0V ≤ VCM ≤ 1.5V
l
70
105
dB
l
68
100
dB
VO = 1V to 2V RL = 10k to VS/2 0°C to 70°C –40°C to 85°C
200 100 85
800
l l
V/mV V/mV V/mV
Large Signal Voltage Gain
12
0.56
CMRR Match Channel-to-Channel (Note 5) AVOL
8
µVP-P nV/√Hz fA/√Hz 1.5
V
VOL
Output Voltage Swing Low (Note 9)
No Load ISINK = 1mA
l l
12 45
30 110
mV mV
VOH
Output Voltage Swing High (Note 9)
No Load ISOURCE = 1mA
l l
12 50
30 110
mV mV
PSRR
Power Supply Rejection
VS = 2.8V to 6V, VCM = 0.2V
l
75
105
dB
PSRR Match Channel-to-Channel (Note 5)
l
73
100
dB
Minimum Supply Voltage (Note 10)
l
2.8
Short-Circuit Current
l
8
ISC
V 15
mA 6244fa
4
LTC6244 電気的特性 (LTC6244C/I、LTC6244HVC/I)
●は全規定温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 3V、0V、VCM = 1.5V。
SYMBOL
PARAMETER
IS
Supply Current per Amplifier
GBW
Gain Bandwidth Product
CONDITIONS
MIN l
Frequency = 100kHz, RL = 1kΩ
(LTC6244HVC/I)
●は全規定温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS =
l
PARAMETER
CONDITIONS
VOS
Input Offset Voltage (Note 4)
MS8 Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
DD Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
VOS Match Channel-to-Channel (Note 5) MS8 Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
DD Package 0°C to 70°C –40°C to 85°C
l l
Input Offset Voltage Drift, MS8 (Note 6)
IB
Input Bias Current (Notes 4, 7)
IOS
Input Offset Current (Notes 4, 7)
MAX
4.8
5.8
50
UNITS mA MHz
5V、 0V、 VCM = 0V。
SYMBOL
TC VOS
35
TYP
MIN
l
TYP
MAX
UNITS
50
220 275 375
µV µV µV
100
700 800 1050
µV µV µV
50
250 325 400
µV µV µV
150
900 1000 1100
µV µV µV
0.7
2.5
µV/°C
75
pA pA
75
pA pA
1 l
0.5 l
Input Noise Voltage
0.1Hz to 10Hz
en
Input Noise Voltage Density
f = 1kHz
in
Input Noise Current Density (Note 8)
0.56
fA/√Hz
RIN
Input Resistance
Common Mode
1012
Ω
CIN
Input Capacitance Differential Mode Common Mode
f = 100kHz
3.5 2.1
pF pF
VCM
Input Voltage Range
Guaranteed by CMRR
l
–5
CMRR
Common Mode Rejection
–5V ≤ VCM ≤ 3.5V
l
80
105
dB
l
78
95
dB
VO = –3.5V to 3.5V RL = 10k 0°C to 70°C –40°C to 85°C
2500 1500 1200
6000
l l
V/mV V/mV V/mV
RL = 1k 0°C to 70°C –40°C to 85°C
700 400 300
3500
l l
V/mV V/mV V/mV
CMRR Match Channel-to-Channel (Note 5) AVOL
Large Signal Voltage Gain
1.5 8
µVP-P 12
3.5
nV/√Hz
V
VOL
Output Voltage Swing Low (Note 9)
No Load ISINK = 1mA ISINK = 10mA
l l l
15 45 360
40 75 550
mV mV mV
VOH
Output Voltage Swing High (Note 9)
No Load ISOURCE = 1mA ISOURCE = 10mA
l l l
15 45 360
40 75 550
mV mV mV 6244fa
5
LTC6244 電気的特性 (LTC6244HVC/I)
●は全規定温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS =
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
PSRR
Power Supply Rejection
VS = 2.8V to 10.5V, VCM = 0.2V
5V、 0V、 VCM = 0V。
l
MIN
TYP
MAX
UNITS
75
110
dB
106
dB
PSRR Match Channel-to-Channel (Note 5)
l
73
Minimum Supply Voltage (Note 10)
l
2.8
ISC
Short-Circuit Current
l
40
IS
Supply Current per Amplifier
l
GBW
Gain Bandwidth Product
Frequency = 100kHz, RL = 1kΩ
l
SR
Slew Rate (Note 11)
AV = –2, RL = 1kΩ
l
18
40
V/µs
FPBW
Full Power Bandwidth (Note 12)
VOUT = 3VP-P, RL = 1kΩ
l
1.9
4.25
MHz
ts
Settling Time
VSTEP = 2V, AV = –1, RL = 1kΩ, 0.1%
330
ns
V 55 7
35
mA 8.8
50
mA MHz
(LTC6244H) ●は40℃∼125℃の温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 5V、0V、VCM = 2.5V。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
VOS
Input Offset Voltage (Note 4)
MS8 Package
MIN
TYP
MAX
UNITS
40
125 400
µV µV
100
650 950
µV µV
40
160 400
µV µV
150
800 1160
µV µV
0.7
2.5
l
DD8 Package l
VOS Match Channel-to-Channel (Note 5) MS8 Package DD8 Package –40°C to 125°C
l l
TC VOS
Input Offset Voltage Drift, MS8 (Note 6)
IB
Input Bias Current (Notes 4, 7)
IOS
Input Offset Current (Notes 4, 7)
VCM
Input Voltage Range
Guaranteed by CMRR
l
0
CMRR
Common Mode Rejection
0V ≤ VCM ≤ 3.5V
l
74
dB
l
72
dB
VO = 1V to 4V RL = 10k to VS /2
l
350
V/mV
VO = 1.5V to 3.5V RL = 1k to VS /2
l
125
l
1 l
0.5 l
CMRR Match Channel-to-Channel (Note 5) AVOL
Large Signal Voltage Gain
µV/°C
2
pA nA
250
pA pA
3.5
V
V/mV
VOL
Output Voltage Swing Low (Note 9)
No Load ISINK = 1mA ISINK = 5mA
l l l
40 85 325
mV mV mV
VOH
Output Voltage Swing High (Note 9)
No Load ISOURCE = 1mA ISOURCE = 5mA
l l l
40 85 325
mV mV mV
6244fa
6
LTC6244 電気的特性 (LTC6244H)
●は40℃∼125℃の温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 5V、0V、VCM = 2.5V。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
PSRR
Power Supply Rejection
VS = 2.8V to 6V, VCM = 0.2V
MIN l
TYP
MAX
UNITS
75
dB
PSRR Match Channel-to-Channel (Note 5)
l
73
dB
Minimum Supply Voltage (Note 10)
l
2.8
V
ISC
Short-Circuit Current
l
20
mA
IS
Supply Current per Amplifier
l
GBW
Gain Bandwidth Product
Frequency = 100kHz, RL = 1kΩ
l
30
MHz
SR
Slew Rate (Note 11)
AV = –2, RL = 1kΩ
l
17
V/µs
FPBW
Full Power Bandwidth (Note 12)
VOUT = 3VP-P, RL = 1kΩ
l
1.8
MHz
6.25
7.4
mA
(LTC6244H) ●は40℃∼125℃の温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS = 3V、0V、VCM = 1.5V。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
VOS
Input Offset Voltage (Note 4)
MS8 Package
MIN
TYP
MAX
UNITS
40
175 400
µV µV
100
650 950
µV µV
40
160 400
µV µV
150
800 1200
µV µV
2
pA nA
250
pA pA
1.5
V
l
DD8 Package l
VOS Match Channel-to-Channel (Note 5) MS8 Package
l
DD8 Package l
IB
Input Bias Current (Notes 4, 7)
IOS
Input Offset Current (Notes 4, 7)
VCM
Input Voltage Range
Guaranteed by CMRR
l
0
CMRR
Common Mode Rejection
0V ≤ VCM ≤ 1.5V
l
70
dB
l
68
dB
VO = 1V to 2V RL = 10k to VS /2
l
75
V/mV 30 110
mV mV
30 110
mV mV
1 l
0.5 l
CMRR Match Channel-to-Channel (Note 5) AVOL
Large Signal Voltage Gain
VOL
Output Voltage Swing Low (Note 9)
No Load ISINK = 1mA
l l
VOH
Output Voltage Swing High (Note 9)
No Load ISOURCE = 1mA
l l
PSRR
Power Supply Rejection
VS = 2.8V to 6V, VCM = 0.2V
l
75
dB
PSRR Match Channel-to-Channel (Note 5)
l
73
dB
Minimum Supply Voltage (Note 10)
l
2.8
V
ISC
Short-Circuit Current
l
5
IS
Supply Current per Amplifier
l
GBW
Gain Bandwidth Product
Frequency = 100kHz, RL = 1kΩ
l
mA 4.8
28
5.8
mA MHz
6244fa
7
LTC6244 電気的特性 (LTC6244HVH)
●は40℃∼125℃の温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25℃での値。注記がない限り、VS =
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
VOS
Input Offset Voltage (Note 4)
DD8 Package
5V、 VCM = 0V。
MIN
TYP
MAX
UNITS
100
700 1050
µV µV
150
900 1165
µV µV
0.7
2.5
l
VOS Match Channel-to-Channel (Note 5) DD8 Package TC VOS
Input Offset Voltage Drift, MS8 (Note 6)
IB
Input Bias Current (Notes 4, 7)
IOS
Input Offset Current (Notes 4, 7)
l l
1 l
0.5 l
µV/°C
2
pA nA
250
pA nA
Input Noise Voltage
0.1Hz to 10Hz
1.5
en
Input Noise Voltage Density
f = 1kHz
in
Input Noise Current Density (Note 8)
0.56
fA/√Hz
1012
Ω
3.5 2.1
pF pF
8
µVP-P 12
nV/√Hz
RIN
Input Resistance
Common Mode
CIN
Input Capacitance Differential Mode Common Mode
f = 100kHz
VCM
Input Voltage Range
Guaranteed by CMRR
l
–5
CMRR
Common Mode Rejection
–5V ≤ VCM ≤ 3.5V
l
80
105
dB
l
78
95
dB
2500 1000
6000
l
V/mV V/mV
700 170
3500
l
V/mV V/mV
CMRR Match Channel-to-Channel (Note 5) AVOL
Large Signal Voltage Gain
VO = –3.5V to 3.5V RL = 10k RL = 1k
3.5
V
VOL
Output Voltage Swing Low (Note 9)
No Load ISINK = 1mA ISINK = 10mA
l l l
15 45 360
40 75 550
mV mV mV
VOH
Output Voltage Swing High (Note 9)
No Load ISOURCE = 1mA ISINK = 10mA
l l l
15 45 360
40 75 550
mV mV mV
PSRR
Power Supply Rejection
VS = 2.8V to 10.5V, VCM = 0.2V
l
75
110
dB
106
dB
PSRR Match Channel-to-Channel (Note 5)
l
73
Minimum Supply Voltage (Note 10)
l
2.8
ISC
Short-Circuit Current
l
40
IS
Supply Current per Amplifier
l
GBW
Gain Bandwidth Product
Frequency = 100kHz, RL = 1kΩ
l
SR
Slew Rate (Note 11)
AV = –2, RL = 1kΩ
l
FPBW
Full Power Bandwidth (Note 12)
VOUT = 3VP-P, RL = 1kΩ
l
ts
Settling Time
VOUT = 2V, AV = –1 , RL =1kΩ
l
V 55
mA 9.3
35
mA
50
MHz
18
40
V/µs
1.9
4.3
MHz
330
ns
6244fa
8
LTC6244 電気的特性 Note 1：絶対最大定格に記載された値を超すストレスはデバイスに永続的損傷を与える可能 性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、 デバイスの信頼性と寿命に悪影響を 与える可能性がある。 Note 2：出力が無期限に短絡されるときは、接合部温度を絶対最大定格以下に保つために、 ヒートシンクが必要になることがある。 Note 3：LTC6244C/LTC6244HVCは、 0℃～70℃の温度範囲で性能仕様に適合することが保証さ れている。 これらは−40℃～85℃の拡張温度範囲で性能仕様に適合するように設計され、特 性が評価されており、性能仕様に適合すると予想されるが、 これらの温度ではテストされない し、QAサンプリングもおこなわれない。LTC6244I/LTC6244HVIは−40℃～85℃の温度範囲で性 能仕様に適合することが保証されている。LTC6244Hは−40℃～125℃の温度範囲で性能仕様 に適合することが保証されている。 Note 4：ESD （静電気放電） に敏感なデバイス。LTC6244の内部にはESD保護デバイスが多く使
われているが、高電圧の静電気放電によりデバイスが損なわれたり、性能が低下することがあ る。ESDに対する適切な取り扱いに注意を払うこと。 Note 5：整合性パラメータはLTC6244の2個のアンプ間の差である。 CMRRとPSRRの整合性は
Note 6：このパラメータに対しては全数テストは実施されない。 Note 7：この規定値は高速自動テスタの能力によって制限される。 実際の標準的性能について は、 「標準的性能特性」 の曲線を参照。 Note 8：電流ノイズは式in = (2qIB)1/2で計算される。 ここで、q = 1.6×10−19クーロン。最大50GΩ のソース抵抗のノイズが電流ノイズの寄与を支配する。 「標準的性能特性」 の 「ノイズ電流と周 波数」 の曲線も参照。 Note 9：出力電圧振幅は出力と電源レールの間で測定される。 Note 10：最小電源電圧は電源除去比のテストによって保証されている。 Note 11：スルーレートはRF = 1kΩとRG = 500Ωを使い、 −2の利得で測定される。VINは±1V、VOUT のスルーレートは−1Vと＋1Vの間で測定される。LTC6244HV/LTC6245HVでは、VINは±2V、VOUT のスルーレートは−2Vと＋2Vの間で測定される。 Note 12：全電力帯域幅はスルーレートから計算される （FPBW = SR/2πVP）。
次のように定義される。両アンプに対してCMRRとPSRRがμV/Vで測られる。両アンプ間の差が μV/Vで計算される。 その結果はdBに換算される。
6244fa
9
LTC6244 標準的性能特性 VOSの分布 LTC6244MS8 VS = 5V, 0V VCM = 2.5V TA = 25°C
110 100
LTC6244DD VS = 5V, 0V VCM = 2.5V TA = 25°C
50 NUMBER OF UNITS
NUMBER OF UNITS
90
VOSの分布
60
80 70 60 50 40
NUMBER OF UNITS
120
40 30 20
30 10
20 10 –60
20 40 –40 –20 0 INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
0
60
–500 –350 –200 –50 100 250 INPUT OFFSET VOLTAGE (µV)
7 6 5 4 3 2
500
7
400
6
300
5 4 3 2 TA = 125°C TA = 25°C TA = –55°C
1
1 0
8
OFFSET VOLTAGE (µV)
NUMBER OF UNITS
9 8
SUPPLY CURRENT (mA)
10
–6 –5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 DISTRIBUTION (µV/°C)
4
5
0
6
0
2
4
8 10 6 TOTAL SUPPLY VOLTAGE (V)
6422 G04
入力バイアス電流と同相電圧 MS8 PACKAGE VS = 5V, 0V
1000
100
800 700
TA = 125°C
600
TA = 85°C
10 TA = 25°C 1
0.5
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 COMMON MODE VOLTAGE (V)
5
6244 G07
VS = 5V, 0V NORMALIZED TO 25°C VOS VALUE
200 100 0 –100 –200
TA = 125°C TA = 25°C TA = –55°C
–300 –400
–1 –0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 INPUT COMMON MODE VOLTAGE (V)
MS8 PACKAGE VS = 5V, 0V
400 200 100 0 –100
6244 G06
10000
300
–200
0
入力バイアス電流と同相電圧
500
–300 0.1
オフセット電圧と入力同相電圧
6244 G05
INPUT BIAS CURRENT (pA)
INPUT BIAS CURRENT (pA)
10000
12
TA = 125°C TA = 25°C
2.4 6422 G03
消費電流と電源電圧 （１個のアンプ当り）
VOSの温度係数の分布 LTC6244DD VS = 5V, 0V VCM = 2.5V 2 LOTS –55°C TO 125°C
1.6
6244 G02
6244 G01
11
400
INPUT BIAS CURRENT (pA)
0
VOSの温度係数の分布 14 13 LTC6244MS8 VS = 5V, 0V 12 VCM = 2.5V 11 2 LOTS 10 –55°C TO 125°C 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 –2.4 –1.6 –0.8 0 0.8 DISTRIBUTION (µV/°C)
入力バイアス電流と温度 MS8 PACKAGE VCM = VS/2
1000
100 10
VS = 10V VS = 5V
1
TA = 85°C
–400 –0.8 –0.6 –0.4 –0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 COMMON MODE VOLTAGE (V) 6244 G08
0.1
25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 TEMPERATURE (°C) 6244 G09
6244fa
10
LTC6244 標準的性能特性 出力飽和電圧と負荷電流 （出力は高）
10
1
0.1
0.1
1 10 LOAD CURRENT (mA)
1
0.1
0.01
100
TA = 125°C TA = 25°C TA = –55°C 0.1
1 10 LOAD CURRENT (mA)
90
PHASE
CL = 5pF 100 RL = 1k VCM = VS/2 80 60
60
40
50
20
GAIN
40
0
30
–20
20
–40
10
–60
0
–80
VS = ±5V VS = ±1.5V
–10 –20 10k
100k
–120 100M
30
60
40
AV = 2 AV = 1
0.01 0.001 10k
100k
50
1M 10M FREQUENCY (Hz)
100M 6244 G16
5 25 45 65 85 105 125 TEMPERATURE (°C)
スルーレートと温度
AV = –2 48 RF = 1k, RG = 500Ω 46 CONDITIONS: SEE NOTE 11 44 42 40
FALLING
38 36 34 32
GAIN BANDWIDTH
0
2
10 4 6 8 TOTAL SUPPLY VOLTAGE (V)
28 –50
12
VS = ±5V VS = ±2.5V
RISING
50 0 75 25 TEMPERATURE (°C)
–25
100
同相除去比と周波数
90 80 70 60 50 40 30 20
チャネルの分離と周波数
TA = 25°C –10 V = ±2.5V S –20 AV = 1 –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90
–100
10
–110
0 –10 10k
0
TA = 25°C VS = ±2.5V
100
125
6244 G15
CHANNEL SEPARATION (dB)
AV = 10
VS = ±1.5V
6244 G14
COMMON MODE REJECTION RATIO (dB)
OUTPUT IMPEDANCE (Ω)
10
0.1
CL = 5pF RL = 1k
50
70
110
TA = 25°C VS = ±2.5V
1
VS = ±5V
50
30
出力インピーダンスと周波数 100
60
–100
1M 10M FREQUENCY (Hz)
–20
GAIN BANDWIDTH
60
PHASE MARGIN
6244 G13
1000
70
30 –55 –35 –15
40
50
20 0
PHASE MARGIN (DEG)
70
TA = 25°C CL = 5pF RL = 1k
PHASE (DEG)
GAIN (dB)
80
40
6244 G12
利得帯域幅 および位相マージンと電源電圧
120
60
VS = ±1.5V
6244 G11
GAIN BANDWIDTH (MHz)
100
PHASE MARGIN
40
100
6244 G10
開ループ利得と周波数
80
VS = ±5V
SLEW RATE (V/µs)
0.01
TA = 125°C TA = 25°C TA = –55°C
VS = 5V, 0V
GAIN BANDWIDTH (MHz)
OUTPUT HIGH SATURATION VOLTAGE (V)
VS = 5V, 0V
利得帯域幅 および位相マージンと温度
PHASE MARGIN (DEG)
OUTPUT LOW SATURATION VOLTAGE (V)
10
出力飽和電圧と負荷電流 （出力は低）
100k
1M 10M FREQUENCY (Hz)
100M 6244 G17
–120 10k
100
1M 10M FREQUENCY (Hz)
100M 6244 G18
6244fa
11
LTC6244 標準的性能特性 最小電源電圧 TA = 25°C VS = ±2.5V
NEGATIVE SUPPLY POSITIVE SUPPLY
60 50 40 30 20 10 0
150 100 50 0 –50 –100 –150 TA = 125°C TA = 25°C TA = –55°C
–200 –250
1k
10k
100k 1M FREQUENCY (Hz)
10M
–300
100M
0
1
2 3 4 5 6 7 8 TOTAL SUPPLY VOLTAGE (V)
6244 G19
TA = 25°C VS = ±5V
–70
RL = 10k
–80
RL = 1k
–90
–100
–60 –70
RL = 10k
–80 RL = 1k
–90
4
–110
5
0 0.5 1
1.5 2 2.5 3 3.5 4 OUTPUT VOLTAGE (V)
6244 G22
–5
VS = ±5V CHANGE IN OFFSET VOLTAGE (µV)
OFFSET VOLTAGE (µV)
100
0
TA = 125°C TA = 25°C
–50
–100
TA = –55°C
–150 – 200 –50 –40 –30 –20 –10 0 10 20 30 40 50 OUTPUT CURRENT (mA) 6244 G25
SOURCING
–20 –30
TA = 125°C TA = 25°C TA = –55°C
–40
–40
2
3.5 3 2.5 4 4.5 POWER SUPPLY VOLTAGE (±V)
TA = 25°C VS = 3V, 0V
–60 –70
RL = 100k
–80
RL = 10k
–90
4.5 5
–110
0
0.5
2 1.5 1 OUTPUT VOLTAGE (V)
ノイズ電圧と周波数 40
–20 VS = ±5V
–25 –30
VS = ±2.5V
–35
TA = 25°C VS = ±2.5V VCM = 0V
35
VS = ±1.5V
–15
3
2.5
6244 G24
TA = 25°C
–10
30 25 20 15 10 5
–40 –45
5
開ループ利得
–50
ウォームアップ・ドリフトと時間
150
50
0 –10
6244 G23
オフセット電圧と出力電流 200
SINKING
10
–100
–100 –5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 OUTPUT VOLTAGE (V)
20
6244 G21
TA = 25°C VS = 5V, 0V
–50 INPUT VOLTAGE (µV)
INPUT VOLTAGE (µV)
–40
–60
30
–50 1.5
10
開ループ利得
–50
40
6244 G20
開ループ利得 –40
–110
9
NOISE VOLTAGE (nV/√Hz)
–10
200
INPUT VOLTAGE (µV)
70
出力短絡電流と電源電圧 50
VCM = VS/2
250 CHANGE IN OFFSET VOLTAGE (µV)
POWER SUPPLY REJECTION RATIO (dB)
90 80
300
OUTPUT SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA)
電源除去比と周波数 100
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 TIME AFTER POWER UP (SEC) 6244 G26
0
10
100
1k 10k FREQUENCY (Hz)
100k 6244 G27
6244fa
12
LTC6244 標準的性能特性 ノイズ電流と周波数 1000
NOISE CURRENT (fA/√Hz)
VOLTAGE NOISE (500nV/DIV)
VS = 5V, 0V
直列出力抵抗および オーバーシュートと容量性負荷
60
TA = 25°C VS = ±2.5V VCM = 0V
VOUT = 100mV VS = ±2.5V AV = –2
50
30pF
100 40
OVERSHOOT (%)
0.1Hz∼10Hz電圧ノイズ
10
1k
– +
500Ω
30
RS = 10Ω
RS CL
20
1 10 RS = 50Ω 0.1 100
TIME (1s/DIV)
1k 10k FREQUENCY (Hz)
6244 G28
50 OVERSHOOT (%)
1k 1k
30
– +
RS CL
20 RS = 50Ω
10 0
100 CAPACITIVE LOAD (pF)
10
VOUT = 100mV VS = ±2.5V AV = 1
30 RS = 50Ω 20
– +
0
10
CL
1k 1k
600 500 400
1mV
1mV
300 200
10mV
10mV
100 0
–4
–2
0 1 –1 2 OUTPUT STEP (V)
3 6244 G34
4
–40
8 7 6 5 4 3 2
–3
1mV
1mV
10mV
–4
–3
–2
10mV
0 1 –1 2 OUTPUT STEP (V)
AV = +2 VS = ±5V TA = 25°C HD2, HD3 < –40dBc
1 10k
AV = –1
100k 1M FREQUENCY (Hz)
4
3
歪みと周波数 –30
9
VOUT
1k
6244 G33
10 OUTPUT VOLTAGE SWING (VP-P)
SETTLING TIME (ns)
– +
VOUT
300
最大歪みなし出力信号と周波数
900
1k
VIN
400
0
1000
– +
6244 G32
セトリング時間と出力ステップ （反転） VIN
500
100
100 CAPACITIVE LOAD (pF)
NOTE: EXCEEDS INPUT COMMON MODE RANGE
600
200
RS
6244 G31
VS = ±5V 800 AV = –1 TA = 25°C 700
VS = ±5V 800 AV = 1 TA = 25°C 700
40
10
1000
900
RS = 10Ω
DISTORTION (dBc)
OVERSHOOT (%)
RS = 10Ω
40
1000
セトリング時間と出力ステップ （非反転）
SETTLING TIME (ns)
60
30pF
100 CAPACITIVE LOAD (pF)
10
6244 G30
直列出力抵抗および オーバーシュートと容量性負荷
VOUT = 100mV VS = ±2.5V AV = –1
50
100k 6244 G29
直列出力抵抗および オーバーシュートと容量性負荷 60
0
VS = ±2.5V AV = +1 VOUT = 2VP-P
–50 RL = 1k, 2ND –60 –70 –80
RL = 1k, 3RD
–90
10M 6244 G35
–100 10k
100k 1M FREQUENCY (Hz)
10M 6244 G36
6244fa
13
LTC6244 標準的性能特性
–30
VS = ±2.5V AV = +2 VOUT = 2VP-P
–40
–50
DISTORTION (dBc)
DISTORTION (dBc)
–40
歪みと周波数
–60 RL = 1k, 2ND
–70
RL = 1k, 3RD
–80
歪みと周波数
–30
VS = ±5V AV = +1 VOUT = 2VP-P
–40
–50 –60 RL = 1k, 2ND
–70 –80 –90
–90 –100 10k
100k 1M FREQUENCY (Hz)
10M
DISTORTION (dBc)
–30
100k 1M FREQUENCY (Hz)
–50 –60
小信号応答
–80
10M
6244 G40
100k 1M FREQUENCY (Hz)
10M 6244 G39
大信号応答
小信号応答
200ns/DIV
RL = 1k, 3RD
–100 10k
0V
0V
VS = ±2.5V AV = 1 RL = ∞
RL = 1k, 2ND
–70
6244 G38
6244 G37
0V
VS = ±5V AV = +2 VOUT = 2VP-P
–90
RL = 1k, 3RD
–100 10k
歪みと周波数
VS = ±2.5V AV = 1 RL = ∞ CL = 75pF
VS = ±5V AV = 1 RL = ∞
6244 G41
200ns/DIV
2µs/DIV
6244 G42
出力オーバードライブからの回復
大信号応答
VIN 0V 1V/DIV
0V
VOUT 0V 2V/DIV
VS = ±2.5V AV = –1 RL = 1k
200ns/DIV
6244 G43
VS = ±2.5V AV = 3 RL = 3k
200ns/DIV
6244 G44
6244fa
14
LTC6244 アプリケーション情報 アンプの特性 図1はLTC6244の簡略回路図で、一対の低ノイズ入力トランジ スタM1とM2が含まれています。簡単な折り返しカスコードの Q1、Q2およびR1、R2により、入力段は負電源レールまで振幅 することができます。 また、差動ドライブ・ジェネレータへのレベ ルシフトを行います。入力段のレーザー・トリミングにより、 オフ セット電圧が低く抑えられています。 コンデンサC1は、 アンプの利得帯域幅を損なうことなく、 ユニ ティ・クロス周波数を下げ、 周波数安定性を向上させます。 コン デンサCMはアンプ全体の利得帯域幅を設定します。差動ドラ イブ・ジェネレータは、 出力をレール・トゥ・レールで振幅させる トランジスタM3とM4に信号を与えます。 図2の写真は、電圧フォロワとして接続されているアンプの、入 力オーバードライブに対する出力応答を示しています。 負方向 に変化する入力信号がVよりダイオードの電圧降下分だけ 低い電位より上にある場合、位相の反転は生じません。Vよ りダイオードの電圧降下分だけ低い電位をさらに負方向に超 える入力信号の場合、直列抵抗RSを使って電流を3mAに制 限し、位相の反転を避けます。 入力同相電圧範囲はV∼(V＋1.5V)です。 ユニティゲイン電 圧フォロワのアプリケーションでは、正電源レールの1V下に 達する信号を与えてこの範囲を超えると、出力に低レベルの 不安定性が生じることがあります。 アンプに数百マイクロアン ペアの負荷を与えると、 この不安定性が減少するか、除去され ます。
V– DESD1
CM
DIFFERENTIAL DRIVE GENERATOR
V–
V+ 2.5V
V– –2.5V DESD5
M2
VIN– DESD4
1kHzを超える周波数領域でも、LTC6244は良いノイズ電圧 性能を示します。 この周波数領域では、 ノイズは特定のアプリ ケーションの全ソース抵抗によって簡単に支配されることが あります。
V+ M1
DESD3
ノイズ LTC6244は0.1Hz∼10Hzの領域で低い1/fノイズを示します。 このノイズは1.5μVP-Pしかないので、 これらのオペアンプは、 ゼ ロドリフト・アンプが（それらの入力サンプリング特性のため） おそらく適していない、高インピーダンスで低周波数の多様な アプリケーションに使うことができます。
M3
DESD2
VIN+
アンプの入力バイアス電流はこれらのESDダイオードのリーク電 流です。 「標準的性能特性」 に示されているように、 このリーク電 流は温度とアンプの同相電圧に応じて変化します。
V+
ITAIL
V+
ESD LTC6244のすべての入力と出力には、図1に示されているよう に、逆バイアスされたESD保護ダイオードが備わっています。 こ れらのダイオードは4kVまでのESDスパイクに対してアンプを 保護します。 これらのピンがどちらかの電源を超えた電圧に強 制されると、無制限の電流がこれらのダイオードを通って流れ ます。 この電流トランジェントが1秒以下で、100mA以下に制 限されていればデバイスは損傷を受けません。
VO
C1 V–
V+ BIAS
入力オーバードライブが大きなフォロワのVOUTとVIN
DESD6 +2.5V
V– Q1
R1
Q2
RS 0
R2
VIN 6244 F01
図1．簡略回路図
+
M4
1/2 LTC6244
VOUT
– –2.5V
V– 6244 F02
ユニティ・ゲイン・フォロワのテスト回路 図2． 6244fa
15
LTC6244 アプリケーション情報 （図3）、 こ 利得の低い構成で、RFとRSがキロオームの範囲だと のポールにより過剰な位相シフトが生じることがあり、 おそらく 発振が起きます。RFに並列に小さなコンデンサCFを追加する とこの問題がなくなります。
具体的には、 これらのアンプは4kΩの抵抗のノイズを示します。 これは、 ソース抵抗と帰還抵抗をこの値以下に保つ（つまり RS＋RG||RFB ≤ 4kΩ） ことが望ましいということを意味します。 この全ソース・インピーダンスより上では、 ノイズ電圧はアンプ によって支配されません。
低い入力バイアス電流の実現 DDパッケージはリードレスなので、パッケージの下でPCBに 接合します。 デバイスをPCBに接合するとき使われる半田フ ラックスはリーク電流経路を形成することがあり、 デバイスの 入力バイアス電流性能を低下させることがあります。 バックサ イド・パドルが内部でV –に接続されているので、 すべての入力 が影響を受けます。入力電圧が変化するにつれ、 またはV–が 変化すると、 リーク経路が形成され、観察される入力バイアス 電流が変化することがあります。 バイアス電流を最小にしたい 場合、MS8パッケージのLTC6244を使います。
ノイズ電流は式i n = √2qIBから推算することができます。 ここ 19 で、q = 1.6 • 10 クーロンです。√4kTRΔfとRS√2qIBΔfを等し いと置くことにより、50GΩより小さいソース抵抗ではアンプの ノイズがソース抵抗によって支配されることが示されます。 「標 準的性能特性」 の 「ノイズ電流と周波数」 の曲線を参照。 低い1/fノイズと低い入力容量を同時に得るため、独自の設計 技法が使われています。高いソース抵抗と帰還抵抗でアンプ が使われるとき、低い入力容量が重要です。 アンプのテール電 からの高周波ノイズは入力容量を通して結 流源（図1のITAIL） 合し、 これらの大きなソース抵抗と帰還抵抗の両端に現れま す。
フォトダイオード･アンプ フォトダイオードは2つに分類することができます。高い容量 （30pF∼3000pF）の大面積フォトダイオードと、相対的に低 い容量（10pF以下） の小面積フォトダイオードです。最良の信 号対雑音性能を得るため、 フォトダイオードの電流を電圧に 変換するのに、反転オペアンプと帰還抵抗で構成されるトラ ンスインピーダンス・アンプが最も広く使われています。低ノイ ズ・アンプの設計では、大面積フォトダイオード用アンプの場 合はオペアンプの入力電圧ノイズを下げることに多くの注意 を払う必要があり、他方、小面積フォトダイオード用アンプの 場合はオペアンプの入力電流ノイズと寄生容量に多くの注意 を払う必要があります。
安定性
これらのオペアンプのノイズ性能が優れているのは、差動対の 大きな入力デバイスのためと考えられます。数百キロヘルツ以 上では、放置しておくと入力容量によってアンプの安定性の問 題が生じることがあります。 オペアンプの周囲のフィードバック が抵抗性（RF） だと、RF、 ソース抵抗（RS）、 ソース容量（CS）、 お よびアンプの入力容量によってポールが生じます。
CF RF
– RS
CS
CIN
6244 F03
OUTPUT
+ 図3．入力容量の補償
6244fa
16
LTC6244 アプリケーション情報 大面積フォトダイオード用アンプ 簡単な大面積フォトダイオード・アンプを図4aに示します。 こ のフォトダイオードの容量は3650pF（公称3000pF） で、 これは 回路のノイズ性能に大きな影響を与えます。 たとえば、10kHz でのフォトダイオードの容量は4.36kΩのインピーダンスに等 しいので、帰還抵抗が1MΩのオペアンプ回路のノイズ利得 はその周波数でNG = 1＋1M/4.36k = 230です。 したがって、 LTC6244の入力電圧ノイズはNG • 7.8nV/√Hz = 1800nV/√Hz として出力に現れ、 これは回路の出力ノイズ・スペクトル（図 4b） に明らかに見ることができます。 オペアンプの電流ノイズ、 つまり利得抵抗の130nV/√Hzをまだ計算に入れていないこ とに注意してください。 とはいえ、 これらはオペアンプの電圧ノ
CF 3.9pF
RF 1M IPD HAMAMATSU LARGE AREA PHOTODIODE S1227-1010BQ CPD = 3000pF
5V
–
1/2 LTC6244HV
VOUT = 1M • IPD BW = 52kHz NOISE = 1800nV/√Hz AT 10kHz VOUT
+
–5V
6244 F04a
OUTPUT NOISE (800nV/√Hz/DIV)
図4a．大面積フォトダイオード用トランスインピーダンス・アンプ
1k
10k FREQUENCY (Hz)
100k 6244 F04b
図4b．図4aの回路の出力ノイズ・スペクトル密度。10kHzでは、 1800nV/√Hzの出力ノイズのほとんど全部が、 LTC6244の7.8nVの電圧 ノイズと、 フォトダイオードの高容量を見込む1M帰還抵抗の高い ノイズ利得に起因する。
イズとノイズ利得に比べると明らかに取るに足りないもので す。参考までに、 この回路のDC出力オフセットは約100μV、帯 域幅は52kHz、全ノイズの測定値は100kHzの測定帯域幅で 1.7mVRMSでした。 この回路を改良した回路を図5aに示します。 この回路では大 きなダイオード容量が1nV/√HzのJFETでブートストラップさ れています。 このデプレッション型JFETのVGSは約0.5Vなの で、RBIASにより、 このJFETはちょうど1mAを超えるドレイン電 流で動作するよう強制されます。図示されているように接続 すると、 フォトダイオードにはV GSの逆バイアスが加わるので、 その容量は前の場合よりわずかに低くなりますが（測定値は 2640pF）、最も顕著な効果はブートストラップによるものです。 新しい回路の出力ノイズを図5bに示します。10kHzでのノイズ は今や220nV/√Hzであり、1M帰還抵抗の130nV/√Hzのサー マル・ノイズ・フロアは低い周波数では識別可能です。 つまり、 オペアンプの7.8nV/√Hzが実効的にJFETの1nV/√Hzによって 置き換えられたのです。 これは、1M帰還抵抗はもはや大きな フォトダイオードの容量を 「見返さない」 ためです。代わりに、 帰還抵抗はJFETのゲート容量、オペアンプの入力容量、お よび（合計約10pFの） いくつかの寄生容量を見返します。大 きなフォトダイオード容量は低ノイズJFETのゲート-ソース電 圧に作用します。以前のように10kHzでサンプル計算すると、 フォトダイオードの容量は6kΩのように見えますので、JFETの 1nV/√Hzにより1nV/6k = 167fA/√Hzの電流ノイズが生じます。 この電流ノイズは必然的に1M帰還抵抗を通って流れますの で、出力では167nV/√Hzとして現れます。抵抗の130nV/√Hz （RMSとして） を加えると、 全ノイズ密度の計算値は210nV/√Hz となり、図5bのノイズの測定値と良く合致します。 もう1つの顕 著な改善点として、 ブートストラップにより補償帰還容量を減 らすことが可能になったので、帯域幅が今や350kHzを超えま す。 ブートストラップは、 ゲート電流が数ピコアンペア増える以 外、 アンプのDC精度には影響を与えないことに注意してくだ さい。 この回路には1つだけ短所があります。ほとんどのフォトダイ オード回路は、印加される逆バイアス （それが0V、5V、 または 200Vであれ） の大きさを設定する能力を必要とします。 この回 路の逆バイアスは、JFETによって支配され、約0.5Vに固定さ れます。
6244fa
17
LTC6244 アプリケーション情報 CF 0.25pF
CF 0.25pF 5V
IPD
HAMAMATSU LARGE AREA PHOTODIODE S1227-1010BQ CPD = 3000pF
5V
RF 1M 5V
–
1/2 LTC6244HV
VOUT = 1M • IPD BW = 350kHz OUTPUT NOISE = 220nV/√Hz AT10kHz VOUT
–5V
図5a．大面積ダイオードのブートストラップ
4.99k
–
4.7µF X7R VBB
6244 F04a
RF 1M 5V
+ –5V
PHILIPS BF862 JFET
1/2 LTC6244HV
IPD
VOUT = 1M • IPD BW = 250kHz OUTPUT NOISE = 291nV/√Hz AT 10kHz VOUT
+
4.99k
–5V
6244 F06a
HAMAMATSU LARGE AREA PHOTODIODE S1227-1010BQ CPD = 3000pF
OUTPUT NOISE (200nV/√Hz/DIV)
図6a． コンデンサと抵抗の追加により、任意のフォトダイオード・ バイアス電圧VBBを印加しながら、 ブートストラッピングの利点 が活かされる
1k
10k FREQUENCY (Hz)
100k 6244 F05b
図5b．図5aの出力ノイズ・スペクトル密度。 この簡単なJFETブー トストラップはノイズ（および帯域幅） を大幅に改善する。10kHz でのノイズ密度は220nV/√Hzとなり、約8.2分の１への減少であ る。 これは主にJFETの1nV/√Hzでオペアンプの7.8nV/√Hzを置き 換えたブートストラップ効果による
解決策は図6aの回路に示されているとおりで、 これはコンデン サ/抵抗のペアを使ってブートストラッピングのACの利点を利 用可能にし、他方、 フォトダイオードに対して異なった逆DC電 圧を可能にします。JFETは依然として同じ電流で動作します が、任意の逆バイアスをフォトダイオードに印加することがで きます。 フォトダイオードの逆バイアスが0Vの回路の出力ノイ ズ・スペクトルを図6bに示します。図4aの元の回路と同様、 ここ でもフォトダイオードの容量は3650pFです。 この0Vバイアスの ノイズ・プロットは、 フォトダイオードの容量とは無関係に、 ブー トストラッピングだけが10kHzで1800nV/ Hzから291nV/ Hz への6.2:1のノイズ減少の要因であることを示しています。ただ し、逆バイアスを与えることにより、 フォトダイオードの容量をこ こでは任意に減少させることができ、 また、 フォトダイオードを
OUTPUT NOISE (275nV/√Hz/DIV)
–5V
RBIAS 4.99k
PHILIPS BF862 JFET
1k
10k FREQUENCY (Hz)
100k 6244 F06b
図6b．図6aの回路の出力スペクトル（フォトダイオードのバイアス は0V）。図4aの元の回路と同様、 フォトダイオードの容量はバック アップである。ただし、 これは逆バイアスを与えて任意に減少さ せることができる。 このプロットは、 ブートストラッピングだけで 10kHzのノイズ密度を6.2:1の割合で、 1800nV/√Hzから291nV/√Hzに減 少させたことを示している。
逆向きにして、正方向または負方向に変化する出力のために カソードまたはアノードのどちらの接続でもサポートすること ができます。 このデータシートの最後のページの回路は、4個のJFETを 並列に接続してノイズをさらに減らし、10kHzで152nV/ Hz を達成したことを示しています。 これは図4aの基本的なフォトダ イオード回路のノイズの12分の1です。
6244fa
18
LTC6244 アプリケーション情報 す。小さなフォトダイオードの容量は1.8pFなので、 アンプの入 小面積フォトダイオード用アンプ 小面積フォトダイオードの容量は非常に低く、一般に10pF以 力容量が支配的容量となります。小さな帰還コンデンサは実 下で、1pF以下のものさえあります。 それらは容量が低いので、 際の部品（AVXのAccu-Fシリーズ） ですが、 オペアンプのリー 大面積フォトダイオードに比べて、高い周波数では近似的に ド、抵抗および寄生容量と並列になるので、実際の合計帰還 電流ソースになります。小面積フォトダイオード用アンプの設 容量は約0.4pFになるでしょう。 このことが重要な理由は、 こ 計における困難な課題の1つは、電圧ノイズが問題にならず れが回路の補償と （オペアンプの利得帯域幅とともに）回路 に電流ノイズが支配的になるように、入力容量を低く保つこと の帯域幅を設定するからです。示されている回路の帯域幅は です。LTC6244を使った簡単な小面積フォトダイオード・アン 350kHzで、 その帯域幅で測定した出力ノイズは120μVRMSで プを図7に示します。 アンプの入力容量はCDMと1つのCCM（な す。 ぜなら、 ＋入力は接地されているから） からなり、合計約6pFで 図8aの回路により、 わずかに改善がなされます。動作は依然と してトランスインピーダンス・モードで、RFが利得を1MΩに設 CF 定します。 ただし、利得が3の非反転入力段A1が挿入されてお 0.1pF り、A2によって担われる通常の反転段が後に続きます。 これに より何が達成されるか注意し て く ださい。 アンプの入力容量は RF 1M R2：R1のフィードバックによってブートストラップされ、A1の入 VOUT = 1M • IPD BW = 350kHz 力C の影響を除去し、1つのC CM（2.1pF） しか残し DM（3.5pF） 5V IPD NOISE = 120µVRMS MEASURED ON A ません。 ピン5、6および7のオペアンプが入力アンプとして選択 SMALL AREA – 350kHz BW PHOTODIODE 1/2 され、 （ ＋） 入力の余分なピン間容量を除去します。MSOPパッ VISHAY VOUT LTC6244HV TEMD1000 ケージの隅のピン容量はわずか約0.15pFです。 この非反転構 + CPD = 1.8pF –5V 成を使うことにより、入力容量が最小に抑えられます。 –5V
6244 F07
図7．通常のTIA構成のLTC6244
0.07pF (PARASITIC)
RF 1M
SMALL AREA PHOTODIODE VISHAY TEMD1000 CPD = 1.8pF
IPD
5
6 –5V
R4 6.98k
5V
+
8
A1 1/2 LTC6244HV
–
R1 499Ω
7 R2 1k
C1 56pF
R3 1k
2
3
C2 150pF
–
A2 1/2 LTC6244HV
+
1
VOUT = 1M • IPD BW = 1.6MHz NOISE = 1.2mVRMS MEASURED ON A 2MHz BW 6244 F08a
VOUT
4 –5V
図8a．帯域幅を上げるため両方のオペアンプを利用。A1はループ内で3の利得を与え、利得帯域幅積を増加させる。 これにより、A1の入力 間のCDMがブートストラップされ、 アンプの入力容量が減少する。A2により反転が行われるので、 フォトダイオードは非反転入力を見込 む。 ピン5は隅にあるので選択され、1つのピン容量が取り除かれた。
6244fa
19
LTC6244 アプリケーション情報 アンプの入力の全容量は、1つのCCM（2.1pF） とフォトダイオー ドの容量CPD（1.8pF） の和、 つまり寄生容量も入れて約4pFに なります。 たとえば、1MHzでのシャント・インピーダンスはX C = 1/(2πfC) = 39.8kΩなので、1MHzでのノイズ利得はNG = 1 ＋Rf/XC = 26です。 このアンプの入力電圧ノイズは、R1∼R3の 影響、2番目の段のノイズ、 および電圧ノイズは周波数とともに 上昇するという事実を考慮すると、約15nV/√Hzです。 ノイズ利 得を入力電圧ノイズに掛けると、26 • 15nV/√Hz = 390nV/√Hz の電圧ノイズによる出力ノイズ密度を与えます。 しかし、図8bの ノイズ・スペクトル密度の曲線は、1MHzで782nV/√Hzの出力 ノイズを示しています。余分の出力ノイズは、 （帰還インピーダ ンスを掛けた）入力電流ノイズによります。 したがって、図8aの 回路は帯域幅を広げますが、 ノイズの利点は与えません。 ただ し、 ここでの1.2mVRMSのノイズは、前の例の350kHzの帯域幅 の代わりに、2MHzの帯域幅で測定されることに注意してくだ さい。
図9aの回路はLTC6244を使って低ノイズ完全差動アンプを構 成しています。 アンプの利得、入力インピーダンスおよび3dB 帯域幅は独立に定めることができます。望みの利得が分って いれば、入力インピーダンスと3dB帯域幅、RG、CFおよびCIN を、図9bに示されている式から計算することができます。 このア ンプの同相利得は1に等しく （V OUTCM = VINCM）、抵抗の整 合には依存しません。図9aの回路の部品の値は、970kHz、利 得 = 5、入力インピーダンスが4kの差動アンプを実現します。 出力の差動DCオフセットは標準で500μV以下です。差動入力 を基準にしたノイズ電圧密度を図10に示します。1MHz帯域幅 の全入力換算ノイズは16μVRMSです。
OUTPUT NOISE (150nV/√Hz/DIV)
低ノイズ完全差動バッファ/アンプ 差動信号調整回路では、かなりのノイズを回路にロードまた は追加することなく、差動ソースをモニタする必要のあること
がよくあります。 さらに、 かなりの帯域幅にわたる低レベル信号 に利得を加えることは極めて有用です。 低ノイズ、 高インピーダ ンスの差動アンプの代表的アプリケーションはRFID（無線周 波数識別）受信機のベースバンド回路です。UHF RFID受信 機のベースバンド信号は一般に、差動出力インピーダンスが 100Ω∼400Ωの復調器の出力の低レベル差動信号です。 この 信号の帯域幅は1MHz以下です。
50k
1M FREQUENCY (Hz)
5M 6244 F08b
図 8b ．図 8aの回路の出力ノイズ・スペクトル。1MHzのノイズは 782nV/√Hzで、 ほとんどが周波数とともに増加する入力電流ノイ ズに起因する
6244fa
20
LTC6244
+
1/2 LTC6244
–
VIN+
VIN–
RIN 2k
RG 10k
2k
VOUT+ CF 33pF
2k
CIN 82pF
RIN 2k
CIN 82pF RG 10k
CF 33pF
–
1/2 LTC6244
+
6244 F09a
V–
図9a． 低ノイズの完全差動バッファ/アンプ （f–3dB = 970kHz、利得 = 5、RIN = 4k）
入力インピーダンス = 2 • RIN VOUT + – VOUT – +
VIN – VIN 5MHz 最大利得 = f3dB
–
=
RG RIN
1 4398 • f3dB • (Gain + 2)
CIN =
Gain + 2 8.977 • Gain • RIN • f3dB
f3dB =
28
f–3dB = 970kHz GAIN = 5 RIN = 4k
24 20 16 12 8 4 10k
100k FREQUENCY (Hz)
1M 6244 F10
図10．差動入力を基準にしたノイズ
V+
CF =
32
2k 2k
利得 =
INPUT REFERRED NOISE (nV/√Hz)
アプリケーション情報
VOUT–
低ノイズAC差動アンプ 広帯域のセンサーやトランスジューサの信号の調整では、数 ヘルツから数百キロヘルツの周波数範囲の低レベルAC差動 信号に利得を与えるのに、低ノイズ・アンプがよく使われます。 さらに、 アンプは同相AC信号を除去する必要があり、 その入 力インピーダンスは差動ソース・インピーダンスより高くしま す。代表的アプリケーションは、 ソナー、音波および超音波シ ステム、 プロセス管理やロボティックスの変位測定用LVDT（リ ニア可変差動トランス） で使われる圧電センサーです。 図11aの回路は低ノイズの単一電源AC差動アンプです。 アン プの低周波数3dB帯域幅は抵抗R5とコンデンサC3で設定 され、上側の3dB帯域幅はR2とC1で設定されます。入力同 相DC電圧はグランドからV＋まで変化することができ、出力 DC電圧はVREF電圧と同じです。 アンプの利得は抵抗R2の抵 抗R1に対する比です （R4 = R2およびR3 = R1）。図11aの回路 の部品の値は、利得が10に等しく、図11bに示されている入力 換算の電圧ノイズ密度が12nV/√Hzの800Hz∼160kHz ACア ンプを実現します。入力換算の全広帯域ノイズは、500Hz∼ 200kHzの帯域幅で4.5μVRMSです。
1 4000 • π 2 • RG • CF • CIN
図9b．図9aの回路設計のための式
6244fa
21
LTC6244 アプリケーション情報 C1 47pF
V1
R2 20k
R1 2k
– 1/2 LTC6244
+
VOUT
C3 1000pF V+
R4 20k
R5 200k
–
V2
R3 2k
1/2 LTC6244
C2 47pF
+
VREF 6244 F11a
VOUT = GAIN • ( V2 – V1) + VREF R2 R3 = R1, R4 = R2, C1= C2 R1 BANDWIDTH = fHI – fLO GAIN =
fHI =
1 1 ,f = 2 • π • R2 • C1 LO 2 • π • R5 • C3
INPUT REFERRED NOISE (nV/√Hz)
図11a．低ノイズAC差動アンプ （帯域幅：800Hz∼160kHz、利得 = 10）
28
BW = 800Hz TO 160kHz GAIN = 10
24 20 16 12 8 4 0
1
10 FREQUENCY (kHz)
1000 6244 F11b
図11b．入力換算ノイズ
6244fa
22
LTC6244 パッケージ DDパッケージ 8ピン・プラスチックDFN (3mm 3mm)
(Reference LTC DWG # 05-08-1698)
R = 0.115 TYP 5
0.675 ±0.05
3.5 ±0.05 1.65 ±0.05 2.15 ±0.05 (2 SIDES)
ピン1のトップ・ マーキング （NOTE 6） パッケージ の外形
0.25 ± 0.05
0.50 BSC 2.38 ±0.05 (2 SIDES)
1.65 ± 0.10 (2 SIDES)
3.00 ±0.10 (4 SIDES)
4 0.25 ± 0.05
0.75 ±0.05
0.200 REF
1
(DD) DFN 1203
0.50 BSC
2.38 ±0.10 (2 SIDES)
0.00 ñ 0.05
推奨する半田パッドのピッチと寸法
0.38 ± 0.10 8
底面図―露出パッド
NOTE： 1. 図はJEDECのパッケージ外形MO-229のバリエーション（WEED-1）になる予定 2. 図は実寸とは異なる 3. すべての寸法はミリメートル 4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない。 モールドのバリは（もしあれば）各サイドで0.15mmを超えないこと 5. 露出パッドは半田メッキとする 6. 網掛けの部分はパッケージのトップとボトムのピン1の位置の参考に過ぎない
MS8パッケージ 8ピン・プラスチックMSOP
(Reference LTC DWG # 05-08-1660 Rev F) 0.889 ± 0.127 (.035 ± .005)
5.23 (.206) MIN
3.20 – 3.45 (.126 – .136)
0.65 (.0256) BSC
0.42 ± 0.038 (.0165 ± .0015) TYP
3.00 ± 0.102 (.118 ± .004) (NOTE 3)
8
7 6 5
0.52 (.0205) REF
推奨半田パッド・レイアウト
0.254 (.010)
3.00 ± 0.102 (.118 ± .004) (NOTE 4)
4.90 ± 0.152 (.193 ± .006)
DETAIL “A” 0˚ – 6˚ TYP
ゲージ・プレーン 0.53 ± 0.152 (.021 ± .006) DETAIL “A”
0.18 (.007)
シーティング・ プレーン
1 1.10 (.043) MAX
0.22 – 0.38 (.009 – .015) TYP
0.65 (.0256) BSC
2 3
4 0.86 (.034) REF
0.1016 ± 0.0508 (.004 ± .002) MSOP (MS8) 0307 REV F
NOTE： 1. 寸法はミリメートル/（インチ） 2. 図は実寸とは異なる 3. 寸法にはモールドのバリ、突出部、 またはゲートのバリを含まない。 モールドのバリ、突出部、 またはゲートのバリは、各サイドで0.152mm （0.006"） を超えないこと 4. 寸法には、 リード間のバリまたは突出部を含まない。 リード間のバリまたは突出部は、各サイドで0.152mm（0.006"） を超えないこと 5. リードの平坦度（成形後のリードの底面） は最大0.102mm (0.004") であること
6244fa
リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負い ません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資 料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。
23
LTC6244 標準的応用例 超低ノイズ大面積フォトダイオード用アンプ 5V 5V
–5V
J2
5V
CF 0.25pF
R4 R3
J1
RF 1M
R2 5V
R1 C1
C2
C3
C4
IPD
–
1/2 LTC6244HV
+
R5 4.99k
HAMAMATSU LARGE AREA PHOTODIODE S1227-1010BQ CPD = 3000pF
–5V
VOUT = 1M • IPD BW = 400kHz NOISE = 150µVRMS MEASURED ON 100kHz BANDWIDTH VOUT
6244 TA02a
–5V
OUTPUT NOISE (200nV/√Hz/DIV)
J3
5V
フォトダイオード用アンプの 出力ノイズ・スペクトル密度
J4
1
C1 TO C4: 4.7µF X7R J1 TO J4: PHILIPS BF862 JFETS R1 TO R4: 4.99k
10 (kHz)
100 6244 TA02b
関連製品 製品番号
説明
注釈
15Vゼロドリフト・オペアンプ
LTC1151
デュアル高電圧動作： 18V
LT1792
低ノイズ精密JFETオペアンプ
6nV/√Hzノイズ、 15V動作
LTC2050
ゼロドリフト・オペアンプ
2.7V動作、SOT-23
LTC2051/LTC2052
デュアル/クワッドのゼロドリフト・オペアンプ
LTC2050のデュアル/クワッド・バージョン、MS8/GN16パッケージ
LTC2054/LTC2055
シングル/デュアルのゼロドリフト・オペアンプ
LTC2050/LTC2051のマイクロパワー・バージョン、 SOT-23パッケージとDDパッケージ
LTC6087/LTC6088
デュアル/クワッドの14MHz CMOSオペアンプ レール・トゥ・レール、低コスト
LTC6240/LTC6241/ シングル/デュアル/クワッドの LTC6242 18MHz CMOSオペアンプ
低ノイズ、 レール・トゥ・レール
6244fa
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リニアテクノロジー株式会社
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