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正誤表 この製品のデータシートに間違いがありましたので、お詫びして訂正いたします。 この正誤表は、２０１１ 年４月２８日現在、アナログ・デバイセズ株式会社で確認した誤 りを記したものです。 なお、英語のデータシート改版時に、これらの誤りが訂正される場合があります。 正誤表作成年月日：
２０１１年４月２８日
製品名：ＡＤ８０９１、ＡＤ８０９２ 対象となるデータシートのリビジョン(Rev)：Rev.Ｃ 訂正箇所： P.1
左上の特長の欄、上から 13 行目を次のように訂正します。 （優れたビデオ仕様の項） （誤）微分位相誤差
ＲＬ＝１ＫΩで０，０３％
（正）微分位相誤差
ＲＬ＝１ＫΩで０，０３度
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 MT ビル 2 号 電話 06（6350）6868
低価格高速の レールtoレール・アンプ
AD8091/AD8092 低価格のシングル・アンプ(AD8091)とデュアル・アンプ(AD8092)
NC 1
8
NC
仕様を+3 V、+5 V、±5 V 電源で規定
–IN 2
7
+VS
単電源動作
+IN 3
6
VOUT
–VS 4
5
NC
出力振幅: 両レールの内側 25 mV まで 5 V での高速動作と高速セトリング -3 dB 帯域幅: 110 MHz (G = +1)
AD8091
NC = NO CONNECT
02859-001
接続図
特長
0.1%へのセトリング・タイム: 50 ns VOUT 1
優れたビデオ仕様(G = +2) ゲイン平坦性: RL = 150 Ω で 20 MHz まで 0.1 dB
–VS 2
微分ゲイン誤差: RL = 1 kΩ で 0.03%
+IN 3
微分位相誤差: RL = 1 kΩ で 0.03% 低歪み
AD8091
5
+VS
4
–IN
02859-003
図 1.SOIC-8 (R-8)
スルーレート: 145 V/μs
総合高調波歪み: 1 MHz、RL = 100 Ω で−80 dBc 優れた負荷駆動能力
OUT1 1
AD8092
8
+VS
電源レールから 0.5 V で 45 mA を駆動
–IN1 2
7
OUT
50 pF の容量負荷を駆動(G = +1)
+IN1 3
6
–IN2
–VS 4
5
+IN2
低消費電力: アンプあたり 4.4 mA
NC = NO CONNECT
アプリケーション
02859-002
図 2.SOT23-5 (RJ-5)
図 3.MSOP-8 および SOIC-8 (RM-8、R-8)
同軸ケーブル・ドライバ アクティブ・フィルタ ビデオ・スイッチ 業務用カメラ CCD 画像処理システム CD/DVD クロック・バッファ
概要 AD8091 (シングル)と AD8092 (デュアル)は、低価格、電圧帰還 の高速アンプであり、+3 V、+5 V、±5 V の電源で動作するよう にデザインされています。これらのデバイスは、負側レールの 下側 200 mV まで、かつ正側レールの内側 1V までの入力電圧範 囲を持つ真の単電源動作機能を持っています。 AD8091/AD8092 は、低価格ですが優れた全体性能と多機能性を 提供します。出力電圧振幅が各レールの内側 25 mV まで延びて いるため、最大の出力ダイナミック・レンジと優れたオーバー ドライブ回復性能を提供します。このため、AD8091/AD8092 は カメラ、ビデオ・スイッチャ、高速ポータブル機器のようなビ デオ機器に適しています。また、低歪みと高速セトリングであ るため、アクティブ・フィルタ・アプリケーションに最適です。
Rev. C
AD8091/AD8092 は、単電源 3 V を使用し、小さい電源電流で動 作することができます。これらの機能は、サイズと消費電力が 重要となるポータブル・バッテリ・アプリケーションに最適で す。 これらのアンプは広い帯域幅と高速スルー・レートを持つため、 最大±6 V の両電源と+3 V～+12 V の単電源を必要とする多くの 汎用高速アプリケーションに適しています。 これらのデバイスは、 8 ピン SOIC (AD8091/AD8092) 、小型 SOT23-5 (AD8091)、または MSOP (AD8092)パッケージを採用し ています。
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。 ©2002–2007 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 MT ビル 2 号 電話 06（6350）6868 本
AD8091/AD8092 目次 特長 ...................................................................................................... 1
電源のバイパス............................................................................ 12
アプリケーション .............................................................................. 1
グラウンド接続............................................................................ 12
接続図 .................................................................................................. 1
入力容量........................................................................................ 12
概要 ...................................................................................................... 1
入力から出力へのカップリング ................................................ 12
改訂履歴 .............................................................................................. 2
容量負荷の駆動 ................................................................................ 13
仕様 ...................................................................................................... 3
オーバードライブ回復 ................................................................ 13
絶対最大定格 ...................................................................................... 6
アクティブ・フィルタ ................................................................ 13
ESD の注意 ..................................................................................... 6
同期ストリッパ............................................................................ 14
最大消費電力 .................................................................................. 7
単電源コンポジット・ビデオ・ライン・ドライバ................. 14
代表的な性能特性 .............................................................................. 8
外形寸法 ............................................................................................ 16
レイアウト、グラウンド、バイパスの考慮事項 ......................... 12
オーダー・ガイド ........................................................................ 17
改訂履歴 9/07—Rev. B to Rev. C Changes to Applications Section .......................................................... 1 Updated Outline Dimensions .............................................................. 16 Changes to Ordering Guide ................................................................ 17 3/05—Rev. A to Rev. B Changes to Format ...................................................................Universal Changes to Features .............................................................................. 1 Updated Outline Dimensions .............................................................. 17 Changes to Ordering Guide ................................................................ 18 5/02–Rev. 0 to Rev. A Edits to Product Description ................................................................. 1 Edit to TPC 6 ....................................................................................... 7 Edits to TPCs 21–24 ........................................................................... 10 Edits to Figure 3 ................................................................................. 11 2/02—Revision 0: Initial Version
Rev. C
－ 2/17 －
AD8091/AD8092 仕様 特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = 5 V、RL = 2 kΩ (2.5 V へ接続)。 表 1. Parameter DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Small Signal Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Flatness Slew Rate Full Power Response Settling Time to 0.1% NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Total Harmonic Distortion (See Figure 11) Input Voltage Noise Input Current Noise Differential Gain Error (NTSC) Differential Phase Error (NTSC) Crosstalk
Conditions
Min
Typ
G = +1, VO = 0.2 V p-p G = −1, +2, VO = 0.2 V p-p G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω to 2.5 V, RF = 806 Ω G = −1, VO = 2 V step G = +1, VO = 2 V p-p G = −1, VO = 2 V step
70
110 50 20
MHz MHz MHz
100
145 35 50
V/µs MHz ns
−67 16 850 0.09 0.03 0.19 0.03 −60
dB nV/√Hz fA/√Hz % % Degrees Degrees dB
fC = 5 MHz, VO = 2 V p-p, G = +2 f = 10 kHz f = 10 kHz G = +2, RL = 150 Ω to 2.5 V RL = 1 kΩ to 2.5 V G = +2, RL = 150 Ω to 2.5 V RL = 1 kΩ to 2.5 V f = 5 MHz, G = +2
DC PERFORMANCE Input Offset Voltage
1.7 TMIN to TMAX
Offset Drift Input Bias Current
10 1.4 TMIN to TMAX
Input Offset Current Open-Loop Gain
INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Input Capacitance Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage Swing
Output Current Short-Circuit Current Capacitive Load Drive POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current/Amplifier Power Supply Rejection Ratio
RL = 2 kΩ to 2.5 V TMIN to TMAX RL = 150 Ω to 2.5 V TMIN to TMAX
VCM = 0 V to 3.5 V RL = 10 kΩ to 2.5 V RL = 2 kΩ to 2.5 V RL = 150 Ω to 2.5 V VOUT = 0.5 V to 4.5 V TMIN to TMAX Sourcing Sinking G = +1
76
72
0.100 to 4.900 0.300 to 4.625
0.1 98 96 82 78
ΔVS = ±1 V
70 −40
－ 3/17 －
10 25 2.5 3.25 0.75
Unit
mV mV µV/°C µA µA µA dB dB dB dB
290 1.4 −0.2 to +4 88
kΩ pF V dB
0.015 to 4.985 0.025 to 4.975 0.200 to 4.800 45 45 80 130 50
V V V mA mA mA mA pF
3
OPERATING TEMPERATURE RANGE
Rev. C
86
Max
4.4 80
12 5
V mA dB
+85
°C
AD8091/AD8092 特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = +3 V、RL = 2 kΩ (+1.5 V へ接続)。 表 2. Parameter DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Small Signal Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Flatness Slew Rate Full Power Response Settling Time to 0.1% NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Total Harmonic Distortion (see Figure 11) Input Voltage Noise Input Current Noise Differential Gain Error (NTSC)
Differential Phase Error (NTSC)
Crosstalk
Conditions
Min
Typ
G = +1, VO = 0.2 V p-p G = −1, +2, VO = 0.2 V p-p G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω to 2.5 V, RF = 402 Ω G = −1, VO = 2 V step G = +1, VO = 1 V p-p G = −1, VO = 2 V step
70
110 50 17
MHz MHz MHz
90
135 65 55
V/µs MHz ns
−47
dB
16 600
nV/√Hz fA/√Hz
0.11 0.09
% %
0.24 0.10 −60
Degrees Degrees dB
fC = 5 MHz, VO = 2 V p-p, G = −1, RL = 100 Ω to 1.5 V f = 10 kHz f = 10 kHz G = +2, VCM = 1 V RL = 150 Ω to 1.5 V RL = 1 kΩ to 1.5 V G = +2, VCM = 1 V RL = 150 Ω to 1.5 V RL = 1 kΩ to 1.5 V f = 5 MHz, G = +2
DC PERFORMANCE Input Offset Voltage
1.6 TMIN to TMAX
Offset Drift Input Bias Current
10 1.3 TMIN to TMAX
Input Offset Current Open-Loop Gain
INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Input Capacitance Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage Swing
Output Current Short Circuit Current Capacitive Load Drive POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current/Amplifier Power Supply Rejection Ratio
RL = 2 kΩ TMIN to TMAX RL = 150 Ω TMIN to TMAX
80 74
VCM = 0 V to 1.5 V RL = 10 kΩ to 1.5 V RL = 2 kΩ to 1.5 V RL = 150 Ω to 1.5 V VOUT = 0.5 V to 2.5 V TMIN to TMAX Sourcing Sinking G = +1
0.075 to 2.9 0.20 to 2.75
ΔVS = +0.5 V
68 −40
－ 4/17 －
10 25 2.6 3.25 0.8
Unit
mV mV µV/°C µA µA µA dB dB dB dB
290 1.4 −0.2 to +2.0 88
kΩ pF V dB
0.01 to 2.99 0.02 to 2.98 0.125 to 2.875 45 45 60 90 45
V V V mA mA mA mA pF
3
OPERATING TEMPERATURE RANGE
Rev. C
72
0.15 96 94 82 76
Max
4.2 80
12 4.8
V mA dB
+85
°C
AD8091/AD8092 特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = ±5 V、RL = 2 kΩ (グラウンドへ接続)。 表 3. Parameter DYNAMIC PERFORMANCE −3 dB Small Signal Bandwidth Bandwidth for 0.1 dB Flatness Slew Rate Full Power Response Settling Time to 0.1% NOISE/DISTORTION PERFORMANCE Total Harmonic Distortion (see Figure 11) Input Voltage Noise Input Current Noise Differential Gain Error (NTSC) Differential Phase Error (NTSC) Crosstalk
Conditions
Min
Typ
G = +1, VO = 0.2 V p-p G = −1, +2, VO = 0.2 V p-p G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω, RF = 1.1 kΩ G = −1, VO = 2 V step G = +1, VO = 2 V p-p G = −1, VO = 2 V step
70
110 50 20
MHz MHz MHz
105
170 40 50
V/µs MHz ns
−71 16 900 0.02 0.02 0.11 0.02 −60
dB nV/√Hz fA/√Hz % % Degrees Degrees dB
fC = 5 MHz, VO = 2 V p-p, G = +2 f = 10 kHz f = 10 kHz G = +2, RL = 150 Ω RL = 1 kΩ G = +2, RL = 150 Ω RL = 1 kΩ f = 5 MHz, G = +2
DC PERFORMANCE Input Offset Voltage
1.8 TMIN to TMAX
Offset Drift Input Bias Current
10 1.4 TMIN to TMAX
Input Offset Current Open-Loop Gain
INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance Input Capacitance Input Common-Mode Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage Swing
Output Current Short Circuit Current Capacitive Load Drive POWER SUPPLY Operating Range Quiescent Current/Amplifier Power Supply Rejection Ratio
RL = 2 kΩ TMIN to TMAX RL = 150 Ω TMIN to TMAX
88 78
VCM = −5 V to +3.5 V RL = 10 kΩ RL = 2 kΩ RL = 150 Ω VOUT = −4.5 V to +4.5 V TMIN to TMAX Sourcing Sinking G = +1 (AD8091/AD8092)
−4.85 to +4.85 −4.45 to +4.30
ΔVS = ±1 V
68 −40
－ 5/17 －
11 27 2.6 3.5 0.75
Unit
mV mV µV/°C µA µA µA dB dB dB dB
290 1.4 −5.2 to +4.0 88
kΩ pF V dB
−4.98 to +4.98 −4.97 to +4.97 −4.60 to +4.60 45 45 100 160 50
V V V mA mA mA mA pF
3
OPERATING TEMPERATURE RANGE
Rev. C
72
0.1 96 96 82 80
Max
4.8 80
12 5.5
V mA dB
+85
°C
AD8091/AD8092 絶対最大定格 表 4. Parameter
Rating
Supply Voltage Power Dissipation Common-Mode Input Voltage Differential Input Voltage Output Short-Circuit Duration Storage Temperature Range Operating Temperature Range Lead Temperature (Soldering 10 sec)
12.6 V See Figure 4 ±VS ±2.5 V See Figure 4 −65°C to +125°C −40°C to +85°C 300°C
Rev. C
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。
ESD の注意 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。
－ 6/17 －
AD8091/AD8092 最大消費電力
ジャンクション温度は次式で計算されます。
TJ TA PD θ JA
パッケージ内の消費電力(PD)は、静止消費電力と全出力での負 荷駆動に起因するパッケージ内の消費電力との和になります。 静止電力は、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。負荷(RL)は電源電圧の中点を基準とすると仮定す ると、合計駆動電力は VS/2 × IOUT になり、この電力の一部がパ ッケージ内と負荷(VOUT × IOUT)で消費されます。合計駆動電力と 負荷電力の差が、パッケージ内で消費される駆動電力です。
VS 4 PD V S I S RL
-VS を基準とする RL を使う単電源動作では、ワースト・ケース は VOUT = VS/2 となります。 強制空冷を使うと、放熱量が増えるため、実効的に θJA がちいさ くなります。また、メタル・パターン、スルー・ホール、グラ ウンド・プレーン、電源プレーンからパッケージ・ピンへ直接 接続されるメタルが増える場合にも、θJJA が小さくなります。入 力容量のセクションで説明するように、高速オペアンプの入力 ピンでの寄生容量を小さくするように注意する必要があります。 図 4 に、パッケージ内での安全な最大消費電力と周囲温度の関 係を、JEDEC 標準 4 層ボードに実装した SOIC-8 (125℃/W)パッ ケージ、SOT23-5 (180°C/W)パッケージ、MSOP-8 (150°C/W)パ ッケージについて示します。
PD quiescent power total drive power load power
V V PD VS I S S OUT 2 RL
2
VOUT 2 RL
RMS 出力電圧についても検討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。
2.0 TJ = 150°C
1.5
SOIC-8 MSOP-8
1.0
SOT23-5 0.5
0 –40 –30 –20 –10
02859-004
パッケージの自然空冷時の熱特性(θJA)、周囲温度(TA)、パッケ ージ内の合計消費電力(PD)を使って、チップのジャンクション 温度を決定することができます。
rms 信号レベルが不確定の場合には、電源電圧の中点を基準と する RL に対して VOUT = VS/4 とするときの、ワースト・ケース を検討します。
MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)
AD8091/AD8092 のパッケージ内での安全な最大消費電力は、チ ップのジャンクション温度(TJ)上昇により制限されます。チップ をプラスチック封止すると、局所的にジャンクション温度に到 達します。約 150℃のガラス遷移温度で、プラスチックの属性 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、 AD8091/AD8092 のパラメータ性能を永久的にシフトしてしまう ことがあります。175℃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、故障の原因になるこ とがあります。
0
10
20
30
40
50
60
70
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
図 4.最大消費電力対温度、4 層ボード
Rev. C
－ 7/17 －
80
90
AD8091/AD8092 代表的な性能特性 3
6.3
6.1
G = +5 RF = 2kΩ
–1
G = +1 RF = 0Ω
G = +10 RF = 2kΩ
–2
GAIN FLATNESS (dB)
0
–3 –4
1
10
100
5.8 5.7 5.6 VS = 5V 5.5 G = +2 RL = 150kΩ 5.4 RF = 806Ω VO = 0.2V p-p 5.3 0.1
500
FREQUENCY (MHz)
9
2
VS = +3V
1
8
VS = +5V
7
0
6
–1
VS = ±5V
–2 –3
VS = +5V VO = 2V p-p
5
GAIN (dB)
GAIN (dB)
100
図 8.0.1 dB ゲイン平坦性の周波数特性; G = +2
3
VS = ±5V VO = 4V p-p
4 3
–4
2 VS AS SHOWN 1 G = +2 RL = 2kΩ 0 RF = 2kΩ VO AS SHOWN –1 0.1 1
02859-006
–5 VS AS SHOWN G = +1 –6 RL = 2kΩ VO = 0.2V p-p –7 0.1 1
10
100
500
FREQUENCY (MHz)
100
500
図 9.大信号周波数応答; G = +2
3
70
2
60
–40°C
1
10 FREQUENCY (MHz)
図 6.ゲインの周波数特性対電源
VS = 5V RL = 2kΩ
OPEN-LOOP GAIN (dB)
50
0 GAIN (dB)
10 FREQUENCY (MHz)
図 5.正規化ゲインの周波数特性; VS = +5 V
+85°C
–1
+25°C
–2 –3 –4
40 GAIN 30
0
20 10
–45
PHASE
–90
0
10
100
–135 50° PHASE MARGIN
–10
02859-007
VS = 5V –5 G = +1 RL = 2kΩ –6 VO = 0.2V p-p TEMPERATURE AS SHOWN –7 0.1 1
–20 0.1
500
FREQUENCY (MHz)
1
10
–180
100
500
FREQUENCY (MHz)
図 7.ゲインの周波数特性と温度特性
Rev. C
1
02859-009
–7 0.1
5.9
図 10.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
－ 8/17 －
PHASE (Degrees)
–6
6.0
02859-010
–5
VS = 5V GAIN AS SHOWN RF AS SHOWN RL = 2kΩ VO = 0.2V p-p
02859-005
NORMALIZED GAIN (dB)
6.2
G = +2 RF = 2kΩ
1
02859-008
2
AD8091/AD8092
–30
VS = 5V, G = +2 RF = 2kΩ, RL = 100Ω
–40 VS = 5V, G = +1 RL = 100Ω
–50
DIFFERENTIAL GAIN ERROR (%)
VS = 3V, G = –1 RF = 2kΩ, RL = 100Ω
DIFFERENTIAL PHASE ERROR (Degrees)
–60 –70 VS = 5V, G = +1 RL = 2kΩ
–80 VS = 5V, G = +2 RF = 2kΩ, RL = 2kΩ
–90 –100 –110
02859-011
TOTAL HARMONIC DISTORTION (dBc)
VO = 2V p-p
1
2
3
4
5
6
7
8 9 10
0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 –0.02 –0.04 –0.06
0
NTSC SUBSCRIBER (3.58MHz)
RL = 150Ω
VS = 5, G = +2 RF = 2kΩ, RL AS SHOWN
RL = 1kΩ
10
20
30
40
50
0.10
60
70
80
90
100
90
100
RL = 1kΩ
0.05 0 –0.05
RL = 150Ω
–0.10 –0.15
VS = 5, G = +2 RF = 2kΩ, RL AS SHOWN
–0.20 –0.25
02859-014
–20
0
10
20
FUNDAMENTAL FREQUENCY (MHz)
30
40
50
60
70
80
MODULATING RAMP LEVEL (IRE)
図 11.総合高調波歪み
図 14.微分ゲイン誤差と微分位相誤差
–30
1000 VS = 5V
–40
10MHz
VOLTAGE NOISE (nA Hz)
WORST HARMONIC (dBc)
–50 –60 –70 –80
5MHz
–90 1MHz
–100
100
10
–130
0
0.5
02859-012
VS = 5V RL = 2kΩ G = +2
–120
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
1 10
5.0
02859-015
–110
100
1k
OUTPUT VOLTAGE (V p-p)
図 12.ワースト・ケース高調波対出力電圧
10M
1M
10M
VS = 5V
CURRENT NOISE (pA Hz)
3.5 3.0 2.5 2.0 1.5
10
1
0.5 1
10
0.1 10
50
FREQUENCY (MHz)
02859-016
1.0
0 0.1
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
図 13.低歪みのレール to レール出力振幅
Rev. C
1M
100 VS = 5V G = –1 RF = 2kΩ RL = 2kΩ
02859-013
OUTPUT VOLTAGE SWING (THD £ 0.5%) (V p-p)
4.0
100k
図 15.入力電圧ノイズの周波数特性
5.0 4.5
10k
FREQUENCY (Hz)
図 16.入力電流ノイズの周波数特性
－ 9/17 －
AD8091/AD8092 –10
20
VS = 5V
10 0 –10
–40
–PSRR
PSRR (dB)
–50 –60 –70
–20 +PSRR
–30 –40 –50
–80
–60 02859-017
–90 –100 0.1
1
10
100
02859-020
CROSSTALK (dB)
VS = 5V RF = 2kΩ –20 RL = 2kΩ VO = 2V p-p –30
–70 –80 0.01
500
0.1
FREQUENCY (MHz)
図 17.AD8092 クロストーク(出力―出力間)の周波数特性
–10
SETTLING TIME TO 0.1% (ns)
CMRR (dB)
VS = 5V G = –1 RL = 2kΩ
60
–30 –40 –50 –60 –70 –80
0.1
1
10
100
50 40 30 20 10
02859-018
–90
0 0.5
500
1.0
FREQUENCY (MHz)
VS = 5V
0.9
3.100 1.000 0.310 0.100 02859-019
0.031
1
10
100
0.8
VOH = +85°C VOH = +25°C
0.7
VOH = –40°C
0.6
VOL = +85°C
0.5 0.4 0.3
VOL = +25°C
0.2
VOL = –40°C 02859-022
OUTPUT SATURATION VOLTAGE (V)
OUTPUT RESISTANCE (Ω)
1.0
10.000
0.1 0
500
FREQUENCY (MHz)
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 LOAD CURRENT (mA)
図 19.クローズド・ループ出力抵抗の周波数特性
Rev. C
2.0
図 21.セトリング・タイム対入力ステップ
VS = 5V G = +1
0.010 0.1
1.5
INPUT STEPS (V p-p)
図 18.CMRR の周波数特性
31.000
500
70
–20
100.000
100
図 20.PSRR の周波数特性
VS = 5V
–100 0.03
10
02859-021
0
1
FREQUENCY (MHz)
図 22.出力飽和電圧対負荷電流
－ 10/17 －
AD8091/AD8092 100 VS = 5V G = +2 RL = 2kΩ VIN = 1V p-p
90
3.5V
RL = 150Ω
2.5V
80
1.5V
VS = 5V 60
0
0.5
02859-026
70 02859-023
OPEN-LOOP GAIN (dB)
RL = 2kΩ
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
OUTPUT VOLTAGE (V)
図 26.大信号ステップ応答; VS = +5 V、G = +2 図 23.オープン・ループ・ゲイン対出力電圧 VS = 5V G = –1 RF = 2kΩ RL = 2kΩ
VIN = 0.1V p-p G = +1 RL = 2kΩ VS = 3V
5V
2.5V
20ns
1V
02859-024
20mV
2µs
02859-027
1.50V
図 27.出力振幅; G = −1、RL = 2 kΩ 図 24.100 mV ステップ応答; G = +1
4V
VS = 5V G = +1 RL = 2kΩ
3V
VS = ±5V G = +1 RL = 2kΩ
2V
2.60V
1V
2.50V
–1V –2V
2.40V
–4V 20ns
20ns
02859-025
1V 50mV
図 28.大信号ステップ応答; VS = ±5 V、G = +1 図 25.200 mV ステップ応答; VS = +5 V、G = +1
Rev. C
－ 11/17 －
02859-028
–3V
AD8091/AD8092 レイアウト、グラウンド、バイパスの考慮事項 電源のバイパス 電源ピンは実際には入力であるため、これらの入力に対してク リーンな低ノイズの DC 電圧源を接続するように注意する必要 があります。バイパス・コンデンサの目的は、電源からグラウ ンドまでの低インピーダンスをすべての周波数で実現すること ですが、このためにノイズの大部分が除去されます。 デカップリング方法は、コンデンサの並列組み合わせを使って 全周波数でバイパス・インピーダンスを小さくするようにデザ インされます。0.01 µF または 0.001 µF のチップ・コンデンサ (X7R または NPO)は重要で、アンプ・パッケージのできるだけ 近くに配置する必要があります。0.1 µF コンデンサのような大 きなチップ・コンデンサは、同じ信号パス内の隣接する複数の アクティブ部品間で共用することができます。10 μF のコンデン サは高周波バイパスに影響しないため、多くの場合、ボードあ たり電源入力に 1 個で済みます。
グラウンド接続 グラウンド・プレーン層は、高密度実装の PC ボードでは電流 を分散して寄生インダクタンスを小さくするために重要です。 ただし、回路内の電流が流れる場所を理解することは、高速回 路デザインを効果的に実現するためには重要です。電流パスの 長さは寄生インダクタンスの大きさに直接比例するため、パス の高周波インピーダンスにも比例します。誘導性のグラウン ド・リターンに高速電流が流れると、不要な電圧ノイズが発生 します。
Rev. C
高周波バイパス・コンデンサのリード長は重要です。バイパ ス・グランディング内の寄生インダクタンスは、バイパス・コ ンデンサによりつくられた低インピーダンスとは反対の働きを します。各バイパス・コンデンサのグラウンド・リードは同じ 場所に接続してください。負荷電流は電源からも流れるため、 負荷インピーダンスのグラウンドはバイパス・コンデンサのグ ラウンドと同じ場所に配置する必要があります。低い周波数で も効果的であることをねらった大きな値のコンデンサの場合は、 電流リターン・パスの長さ問題になりません。
入力容量 バイパスとグラウンドの他に、高速アンプは入力とグラウンド との寄生容量に対しても敏感です。高い周波数では、数 pF の容 量でも入力インピーダンスを低下させて、アンプ・ゲインを大 きくするため、周波数応答でのピーキングが、または最悪の場 合には発振さえも発生することがあります。入力ピンに接続さ れる外付けの受動部品は、寄生容量を回避するため出来るだけ 入力の近くに配置することが推奨されます。グラウンド・プレ ーンと電源プレーンは、ボードの全層で入力ピンから尐なくと も 0.05 mm 離す必要があります。
入力から出力へのカップリング 入力と出力の間の容量結合を小さくして、正帰還を防止するた め、入力信号パターンと出力信号パターンを並行させないよう にしてください。
－ 12/17 －
AD8091/AD8092 容量負荷の駆動
CAPACITIVE LOAD (pF)
10000
小さい値の抵抗を出力に直列に挿入して、アンプの出力ス テージから負荷容量を分離します。 ノイズ・ゲインを大きくして位相マージンを増やすか、ま たは−IN から出力までに並列抵抗とコンデンサを接続して、 極を追加します。 8
VS = 5V £30% OVERSHOOT
RS = 3Ω
1000
RS = 0Ω
100
RG
10
RF RS
VIN 100mV STEP
6
VOUT CL
50Ω
02859-031
容量性の大きい負荷はアンプ出力と干渉して、位相マージンの 低下と後段でのピーキングまたは発振の原因になります( 図 29 と図 30 参照)。この影響を小さくするためには、次の 2 つの方 法があります。
4 1
2
1
2
3
GAIN (dB)
–4
VS = 5V G = +1 RL = 2kΩ CL = 50pF VO = 200mV p-p 1
アンプのオーバードライブは、出力範囲および/または入力範囲 を超えたときに発生します。アンプは、このオーバードライブ 状態から抜け出る必要があります。AD8091/AD8092 は、負のオ ーバードライブからは 60 ns 以内に、正のオーバードライブから は 45 ns 以内にそれぞれ回復します(図 32 参照)。
02859-029
–12 0.1
6
オーバードライブ回復
–6
–10
5
図 31.容量負荷駆動対クローズド・ループ・ゲイン
–2
–8
4 ACL (V/V)
0
10
100
500
FREQUENCY (MHz)
VS = ±5V G = +5 RF = 2kΩ RL = 2kΩ
図 29.クローズド・ループ周波数応答: CL = 50 pF INPUT 1V/DIV VS = 5V G = +1 RL = 2kΩ CL = 50pF
OUTPUT 2V/DIV
2.60V 2.55V 2.50V
2.40V
50mV
100ns
02859-030
V/DIV AS SHOWN
図 32.オーバードライブ回復
アクティブ・フィルタ
図 30.200 mV ステップ応答: CL = 50 pF
クローズド・ループ・ゲインが増加すると、位相マージンが増 えるため、大きなコンデンサ負荷を接続してもピーキングが大 きくなりません。低いゲインで、小さい値の抵抗を負荷に直列 に接続しても同じ効果が得られます。図 31 に、種々の電圧ゲイ ンに対する直列抵抗の効果を示します。大きな容量負荷では、 アンプの周波数応答は直列抵抗と容量負荷により支配されます。
Rev. C
100ns
02859-032
2.45V
高い周波数のアクティブ・フィルタほど、有効に機能するため には広い帯域幅のオペアンプを必要とします。オペアンプの周 波数が低いことで発生する位相シフトが大きすぎると、アクテ ィブ・フィルタ性能が大きな影響を受けます。 図 33 に、3 個のオペアンプを使用する 2 MHz バイ・クワッド帯 域幅フィルタの例を示します。このような回路は、A/D 変換の 前でアナログ信号のノイズ帯域幅を狭くするために医用超音波 システムで使用されます。未使用のアンプ入力はグラウンドに 接続しておく必要があることに注意してください。
－ 13/17 －
AD8091/AD8092 C1 50pF
R2 2kΩ R3 1 2kΩ
C2 50pF
6
7
3
AD8092
R5 2kΩ
VBLANK GROUND
2
5
6
AD8092
3
VOUT
AD8091
GROUND
+0.4V 3V OR 5V 0.1µF VIN
AD8091
図 33.2 MHz バイ・クワッド・バンドパス・フィルタ
+
10µF
7
3
2
TO A/D
6
100Ω
4
R2 1kΩ
この回路の周波数応答を図 34 に示します。 0
R1 1kΩ +0.8V (OR 2 × VBLANK )
–10
02859-035
2
R4 2kΩ
02859-033
VIN
R1 3kΩ
VIDEO WITHOUT SYNC
VIDEO WITH SYNC
R6 1kΩ
GAIN (dB)
図 35.同期ストリッパ –20
単電源コンポジット・ビデオ・ライン・ドライバ 多くのコンポジット・ビデオ信号は、ブランキング・レベルを グラウンドとして、正と負のビデオ情報を持っています。この ような信号は、両電源アンプを必要としますが、AC レベル・シ フトを使って、単電源アンプを使ってこれらの信号を処理する ことができます。このような技術では次のような問題が生じま す。
–30
10k
02859-034
–40
100k
1M
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
図 34.2 MHz バンドパス・バイ・クワッド・フィルタの周波数応答
同期ストリッパ 同期情報を別チャンネルで伝送する煩わしさをなくすため、ビ デオ信号上で同期パルスを伝送することが良く行われています が、A/D 変換のような機能にとって、ビデオ信号上に同期パル スが存在することは望ましくありません。これらのパルスはビ デオ信号のダイナミック・レンジを小さくし、このような機能 にとって有効な情報を提供しません。 同期ストリッパはビデオ信号から同期パルスを除去し、有効な すべてのビデオ情報を通過させます。図 35 に、AD8091 を 1 個 使用した実用的な単電源回路を示します。この回路は逆終端の ビデオ・ラインを直接駆動することができます。 ビデオ信号と同期の組み合わせが、正しい終端を持つ非反転入 力に加えられます。アンプ・ゲインは、帰還回路内の 2 本の 1 kΩ 抵抗によって 2 に設定されています。入力信号の同期パルス が適切なレベルで除去できるように、バイアス電圧を R1 に加 える必要があります。 入力ビデオ・パルスのブランキング・レベルが、同期情報を分 離するレベルになります。アンプはこのレベルを 2 倍に増幅し ます。同期の分離を行うためには、このレベルは出力でグラウ ンドになる必要があります。R1 の入力から出力までのアンプ・ ゲインは−1 であるため、2 × VBLANK に等しい電圧を加えて、ブ ランキング・レベルがグラウンドになるようにする必要があり ます。
Rev. C
デューティ・サイクルが変化する、有界なピーク to ピーク振幅 の信号では、AC 結合の後にその(有界)ピーク to ピーク振幅より 広いダイナミック振幅能力が必要になります。ワースト・ケー スでは、ダイナミック信号振幅がピーク to ピーク値の 2 倍に近 づきます。最大ダイナミック振幅条件を決定する 2 つの条件の 内の 1 つは、ほとんどの間ロー・レベルを維持して短い間ハ イ・レベルになる、小さいパーセント値のデューティ・サイク ルを持つ信号です。これと反対の条件が 2 つ目の条件を決定し ます。 コンポジット・ビデオのワースト・ケースは、これほど厳しい ものではありません。1 つの境界条件は、フレーム全体で黒が 続き、最小幅スパイクの白(フル振幅)がフレーム内に尐なくと も 1 回発生する信号です。 他の極限は、全体が白のビデオ信号です。このような信号のブ ランキング間隔と同期情報は、コンポジット・ビデオ仕様に準 拠すると、立ち下がり変化を持っています。水平ブランキング 間隔と垂直ブランキング間隔の組み合わせにより、このような 信号が最大約 75%の時間、最高(白)レベルを占めるようになっ ています。 デューティ・サイクルが 2 つの極限の間にあるため、ゲイン= 2 で増幅された 1 V p-p のコンポジット・ビデオ信号により、出力 でのダイナミック電圧振幅を約 3.2 V p-p にすることが必要とさ れ、オペアンプが歪みなしで任意の変化するデューティ・サイ クルを持つコンポジット・ビデオ信号を通過させるようにする 必要があります。
－ 14/17 －
AD8091/AD8092 回路によっては、同期を比較的一定レベルに維持する同期クラ ンプを使って、必要とされるダイナミック信号振幅を小さくす ることが行われていますが、これらの回路では、非常に小さい 出力インピーダンスを持つ信号源から駆動されないかぎり、同 期区間の圧縮のような効果が発生します。AD8091/AD8092 は、 5 V 単電源で動作して AC 結合のコンポジット・ビデオ信号を処 理するために、十分な信号振幅を持っています。 図 36 に示す回路への入力は、グラウンドのブランキング・レベ ルを持つ標準コンポジット(1 V p-p)ビデオ信号です。入力回路 では、AC 結合を使ってビデオ信号をレベル・シフトしています。 オペアンプの非反転入力は、電源電圧の中点にバイアスされて います。
帰還回路は入力の DC バイアスのためにユニティ・ゲインを提 供し、ビデオ帯域幅内のすべての信号に対してゲイン= 2 を提供 しています。出力は AC 結合でラインを駆動しています。 コンデンサ値は、最小のチルトすなわちビデオ信号フィールド の最小時間歪みを提供します。これらの値は、スタジオ品質ま たは放送品質のビデオで必要とされますが、低グレードのビデ オ(コンスーマ・ビデオと呼ばれることがあります)が必要な場 合には、最小の画像品質低下のもとに、コンデンサの値とコス トを 1/5 まで小さくすることができます。
5V
4.99kΩ
COMPOSITE VIDEO IN
47µF + RT 75Ω
+
10µF
0.1µF 7
3
AD8091
10kΩ 2
6
+ 10µF 1000µF +
RL 75Ω
4
RF 1kΩ
RBT 75Ω
VOUT
0.1µF
RG 1kΩ 220µF
02859-036
4.99kΩ
図 36.単電源コンポジット・ビデオ・ライン・ドライバ
Rev. C
－ 15/17 －
AD8091/AD8092 外形寸法 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890)
4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497)
8 1
5 4
1.27 (0.0500) BSC 0.25 (0.0098) 0.10 (0.0040) COPLANARITY 0.10 SEATING PLANE
3.20 3.00 2.80 6.20 (0.2441) 5.80 (0.2284)
1.75 (0.0688) 1.35 (0.0532)
0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122)
8
3.20 3.00 2.80 0.50 (0.0196) 0.25 (0.0099)
1
5.15 4.90 4.65
5
4
45° PIN 1
8° 0°
0.65 BSC
0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067)
0.95 0.85 0.75
1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157)
1.10 MAX
0.15 0.00
COPLANARITY 0.10
012407-A
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
0.38 0.22
0.23 0.08
8° 0°
0.80 0.60 0.40
SEATING PLANE
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
図 37.8 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N] ナロウ・ボディ(R-8) 寸法: mm (インチ)
図 38.8 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
2.90 BSC
5
4
2.80 BSC
1.60 BSC 1
2
3
PIN 1 0.95 BSC 1.30 1.15 0.90
1.90 BSC
1.45 MAX
0.15 MAX
0.50 0.30
SEATING PLANE
0.22 0.08 10° 5° 0°
0.60 0.45 0.30
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-A A
図 39.5 ピン・スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[SOT-23] (RJ-5) 寸法: mm
Rev. C
－ 16/17 －
AD8091/AD8092 オーダー・ガイド
1
Temperature Range −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C −40°C to +85°C
Package Description 8-Lead SOIC 8-Lead SOIC, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC, 7” Tape and Reel 8-Lead SOIC 8-Lead SOIC, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC, 7” Tape and Reel 5-Lead SOT-23 5-Lead SOT-23, 13” Tape and Reel 5-Lead SOT-23, 7” Tape and Reel 5-Lead SOT-23 5-Lead SOT-23, 7” Tape and Reel 5-Lead SOT-23, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC 8-Lead SOIC, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC, 7” Tape and Reel 8-Lead SOIC 8-Lead SOIC, 13” Tape and Reel 8-Lead SOIC, 7” Tape and Reel 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP, 13" Tape and Reel 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel 8-Lead MSOP 8-Lead MSOP, 13" Tape and Reel 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel
Z = RoHS 準拠製品。#は鉛フリーを表し、上部または下部に表示。
Rev. C
－ 17/17 －
Package Option R-8 R-8 R-8 R-8 R-8 R-8 RJ-5 RJ-5 RJ-5 RJ-5 RJ-5 RJ-5 R-8 R-8 R-8 R-8 R-8 R-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8
Branding
HVA HVA HVA HVA# HVA# HVA#
HWA HWA HWA HWA# HWA# HWA#
D02859-0-9/07(C)-J
Model AD8091AR AD8091AR-REEL AD8091AR-REEL7 AD8091ARZ1 AD8091ARZ-REEL1 AD8091ARZ-REEL71 AD8091ART-R2 AD8091ART-REEL AD8091ART-REEL7 AD8091ARTZ-R21 AD8091ARTZ-R71 AD8091ARTZ-RL1 AD8092AR AD8092AR-REEL AD8092AR-REEL7 AD8092ARZ1 AD8092ARZ-REEL1 AD8092ARZ-REEL71 AD8092ARM AD8092ARM-REEL AD8092ARM-REEL7 AD8092ARMZ1 AD8092ARMZ-REEL1 AD8092ARMZ-REEL71
