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20 MHz、CMOS
レール to レール入出力高精度オペアンプ
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E
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。
©2004–2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
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
特長
低オフセット電圧: 65 µV 最大
単電源動作: 2.7 V～5.0 V
低ノイズ: 8 nV/√Hz
広い帯域幅: 20 MHz 以上
スルーレート: 12 V/µs
高出力電流: 150 mA
位相逆転なし
低入力バイアス電流: 1 pA
低電源電流: 2 mA
ユニティ・ゲイン安定
アプリケーション
バーコード・スキャナ
バッテリ駆動の計装機器
多極フィルタ
センサー
ASIC 入力アンプまたは出力アンプ
オーディオ
フォトダイオード・アンプ
概要
AD8615/AD8616/AD8618 はシングル/デュアル/クワッドのレール to レール入力/出力単電源アンプであり、非常に小さいオフセット電圧、広い信号帯域幅、低い入力電圧、低い電流ノイズを持っています。これらのアンプは、レーザ・トリミングなしで優れた精度を実現する特許取得済みのトリミング技術を採用しています。AD8615/AD8616/ AD8618 は、2.7 V～5 V の単電源で動作する仕様になっています。
これらのアンプは、20 MHz 以上の帯域幅、低オフセット、低ノイズ、低入力バイアス電流の組み合わせを持っているため、さまざまなアプリケーションで使うことができます。性能のこの組み合わせは、フィルタ、積分器、フォトダイオード・アンプ、高インピーダンス・センサーのすべてに役立ちます。ACアプリケーションには、広い帯域幅と低歪みが役立ちます。このAD8615/AD8616/ AD8618は、DigiTrim®ファミリで最高の出力駆動能力を提供するため、オーディオのライン・ドライバや、その他の低インピーダンス・アプリケーションに対して優れたデバイスになっています。
この製品のアプリケーションとしては、携帯型低消費電力計装機器、携帯型デバイスのオーディオアンプ、携帯電話ヘッドセット、バー・コード・スキャナ、多極フィルタなどがあります。入力と出力でレール to レールの振幅能力を持っているため、単電源システムでCMOS ADC、DAC、ASIC、その他の大きな出力振幅デバイスに対するバッファとして使うことができます。
ピン配置
AD8615
TOP VIEW
(Not to Scale)
OUT 1
V– 2
+IN 3
V+
–IN
5
4
04
64
8-0
01
図 1.5 ピン TSOT-23 (UJ-5)
OUT A 1
–IN A 2
+IN A 3
V– 4
V+8
OUT B7
–IN B6
+IN B5
AD8616
TOP VIEW(Not to Scale)
04
64
8-0
02
図 2.8 ピン MSOP (RM-8)
OUT A 1
–IN A 2
+IN A 3
V– 4
V+8
OUT B7
–IN B6
+IN B5
AD8616
TOP VIEW
(Not to Scale)
04
64
8-0
03
図 3.8 ピン SOIC (R-8)
AD8618TOP VIEW
(Not to Scale)
OUT A OUT D
–IN A –IN D
+IN A +IN D
V+ V–
+IN B +IN C
–IN B –IN C
14
8
1
7OUT B OUT C
04
64
8-0
04
図 4.14 ピン TSSOP (RU-14)
AD8618TOP VIEW
(Not to Scale)
OUT A 1 OUT D14
–IN A 2 –IN D13
+IN A 3 +IN D12
V+ 4 V–11
+IN B 5 +IN C10
–IN B 6 –IN C9
OUT B 7 OUT C8
04
64
8-0
05
図 5.14 ピン SOIC (R-14)
AD8615/AD8616/AD8618 の仕様は、拡張工業温度範囲(–40°C～+125°C)で規定されています。AD8615 は 5 ピン TSOT-23 パッケージを、AD8616 は 8 ピンの MSOP
またはナローSOIC 表面実装パッケージを、それぞれ採用しています。MSOP バージョンはテープとリールでのみ提供しています。AD8618 は、14 ピンの SOIC パッケージまたは TSSOP パッケージを採用しています。
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 2/17 －
目次 特長 .......................................................................................... 1
アプリケーション .................................................................. 1
概要 .......................................................................................... 1
ピン配置 .................................................................................. 1
改訂履歴 .................................................................................. 2
仕様 .......................................................................................... 3
絶対最大定格 .......................................................................... 5
熱抵抗 .................................................................................. 5
ESD の注意 .......................................................................... 5
代表的な性能特性 .................................................................. 6
アプリケーション情報 ........................................................ 11
入力過電圧保護機能 ........................................................ 11
出力位相の反転 ................................................................. 11
容量負荷の駆動 ................................................................. 11
過負荷回復時間 ................................................................. 12
D/A 変換 ............................................................................. 12
低ノイズ・アプリケーション ......................................... 12
高速フォトダイオードのプリアンプ ............................. 13
アクティブ・フィルタ ..................................................... 13
消費電力 ............................................................................ 13
変動する負荷または未知の負荷での消費電力の計算 . 14
外形寸法 ................................................................................ 15
オーダー・ガイド ............................................................. 17
改訂履歴
9/08—Rev. D to Rev. E
Changes to General Description Section .................................. 1
Updated Outline Dimensions .................................................. 15
Changes to Ordering Guide .................................................... 17
5/08—Rev. C to Rev. D
Changes to Layout .................................................................... 1
Changes to Figure 38 .............................................................. 11
Changes to Figure 44 and Figure 45 ....................................... 13
Changes to Layout .................................................................. 15
Changes to Layout .................................................................. 16
6/05—Rev. B to Rev. C
Change to Table 1 ..................................................................... 3
Change to Table 2 ..................................................................... 4
Change to Figure 20 ................................................................. 8
1/05—Rev. A to Rev. B
Added AD8615 ............................................................ Universal
Changes to Figure 12 ................................................................ 8
Deleted Figure 19; Renumbered Subsequently ......................... 8
Changes to Figure 20 ................................................................ 9
Changes to Figure 29 .............................................................. 10
Changes to Figure 31 .............................................................. 11
Deleted Figure 34; Renumbered Subsequently ....................... 11
Deleted Figure 35; Renumbered Subsequently ....................... 35
4/04—Rev. 0 to Rev. A
Added AD8618 ........................................................... Universal
Updated Outline Dimensions .................................................. 16
1/04—Revision 0: Initial Version
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 3/17 －
仕様 特に指定がない限り、VS = 5 V、VCM = VS/2、TA = 25°C。
表 1.
Parameter Symbol Conditions Min Typ Max Unit
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage, AD8616/AD8618 VOS VS = 3.5 V at VCM = 0.5 V and 3.0 V 23 60 µV
Offset Voltage, AD8615 23 100 µV
VCM = 0 V to 5 V 80 500 µV
−40°C < TA < +125°C 800 µV
Offset Voltage Drift, AD8616/AD8618 ∆VOS/∆T −40°C < TA < +125°C 1.5 7 µV/°C
Offset Voltage Drift, AD8615 3 10 µV/°C
Input Bias Current IB 0.2 1 pA
−40°C < TA < +85°C 50 pA
−40°C < TA < +125°C 550 pA
Input Offset Current IOS 0.1 0.5 pA
−40°C < TA < +85°C 50 pA
−40°C < TA < +125°C 250 pA
Input Voltage Range 0 5 V
Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 4.5 V 80 100 dB
Large Signal Voltage Gain AVO RL = 2 kΩ, VO = 0.5 V to 5 V 105 1500 V/mV
Input Capacitance CDIFF 2.5 pF
CCM 6.7 pF
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High VOH IL = 1 mA 4.98 4.99 V
IL = 10 mA 4.88 4.92 V
−40°C < TA < +125°C 4.7 V
Output Voltage Low VOL IL = 1 mA 7.5 15 mV
IL = 10 mA 70 100 mV
−40°C < TA < +125°C 200 mV
Output Current IOUT ±150 mA
Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = 1 3 Ω
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio PSRR VS = 2.7 V to 5.5 V 70 90 dB
Supply Current per Amplifier ISY VO = 0 V 1.7 2 mA
−40°C < TA < +125°C 2.5 mA
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate SR RL = 2 kΩ 12 V/µs
Settling Time tS To 0.01% <0.5 µs
Gain Bandwidth Product GBP 24 MHz
Phase Margin Øm 63 Degrees
NOISE PERFORMANCE
Peak-to-Peak Noise en p-p 0.1 Hz to 10 Hz 2.4 µV
Voltage Noise Density en f = 1 kHz 10 nV/√Hz
f = 10 kHz 7 nV/√Hz
Current Noise Density in f = 1 kHz 0.05 pA/√Hz
Channel Separation CS f = 10 kHz −115 dB
f = 100 kHz −110 dB
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 4/17 －
特に指定がない限り、VS = 2.7 V、VCM = VS/2、TA = 25°C。
表 2.
Parameter Symbol Conditions Min Typ Max Unit
INPUT CHARACTERISTICS
Offset Voltage, AD8616/AD8618 VOS VS = 3.5 V at VCM = 0.5 V and 3.0 V 23 65 µV
Offset Voltage, AD8615 23 100 µV
VCM = 0 V to 2.7 V 80 500 µV
−40°C < TA < +125°C 800 µV
Offset Voltage Drift, AD8616/AD8618 ∆VOS/∆T −40°C < TA < +125°C 1.5 7 µV/°C
Offset Voltage Drift, AD8615 3 10 µV/°C
Input Bias Current IB 0.2 1 pA
−40°C < TA < +85°C 50 pA
−40°C < TA < +125°C 550 pA
Input Offset Current IOS 0.1 0.5 pA
−40°C < TA < +85°C 50 pA
−40°C < TA < +125°C 250 pA
Input Voltage Range 0 2.7 V
Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 2.7 V 80 100 dB
Large Signal Voltage Gain AVO RL = 2 kΩ, VO = 0.5 V to 2.2 V 55 150 V/mV
Input Capacitance CDIFF 2.5 pF
CCM 7.8 pF
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage High VOH IL = 1 mA 2.65 2.68 V
−40°C < TA < +125°C 2.6 V
Output Voltage Low VOL IL = 1 mA 11 25 mV
−40°C < TA < +125°C 30 mV
Output Current IOUT ±50 mA
Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = 1 3 Ω
POWER SUPPLY
Power Supply Rejection Ratio PSRR VS = 2.7 V to 5.5 V 70 90 dB
Supply Current per Amplifier ISY VO = 0 V 1.7 2 mA
−40°C < TA < +125°C 2.5 mA
DYNAMIC PERFORMANCE
Slew Rate SR RL = 2 kΩ 12 V/µs
Settling Time tS To 0.01% <0.3 µs
Gain Bandwidth Product GBP 23 MHz
Phase Margin Øm 42 Degrees
NOISE PERFORMANCE
Peak-to-Peak Noise en p-p 0.1 Hz to 10 Hz 2.1 µV
Voltage Noise Density en f = 1 kHz 10 nV/√Hz
f = 10 kHz 7 nV/√Hz
Current Noise Density in f = 1 kHz 0.05 pA/√Hz
Channel Separation CS f = 10 kHz −115 dB
f = 100 kHz −110 dB
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 5/17 －
絶対最大定格
表 3.
Parameter Rating
Supply Voltage 6 V
Input Voltage GND to VS
Differential Input Voltage ±3 V
Output Short-Circuit Duration to GND Indefinite
Storage Temperature Range −65°C to +150°C
Operating Temperature Range −40°C to +125°C
Lead Temperature (Soldering, 60 sec) 300°C
Junction Temperature 150°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。
熱抵抗
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 θJAを規定。
表 4.
Package Type θJA θJC Unit
5-Lead TSOT-23 (UJ) 207 61 °C/W
8-Lead MSOP (RM) 210 45 °C/W
8-Lead SOIC (R) 158 43 °C/W
14-Lead SOIC (R) 120 36 °C/W
14-Lead TSSOP (RU) 180 35 °C/W
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。
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 6/17 －
代表的な性能特性
0
200
600
1400
1800
2200
1000
400
1200
1600
2000
800
NU
MB
ER
OF
AM
PL
IFIE
RS
–700 –500 –300 –100 100 300 500 700
OFFSET VOLTAGE (µV)
VS = 5VTA = 25°CVCM = 0V TO 5V
04
64
8-0
06
図 6.入力オフセット電圧の分布
0
2
6
14
18
22
10
4
12
16
20
8
NU
MB
ER
OF
AM
PL
IFIE
RS
0 2 4 6 8 10 12
TCVOS (µV/°C)
VS = ±2.5VTA = –40°C TO +125°CVCM = 0V
04
64
8-0
07
図 7.オフセット電圧ドリフトの分布
–400
–500
–300
–200
–100
0
100
200
300
400
500
INP
UT
OF
FS
ET
VO
LTA
GE
(µ
V)
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
VS = 5VTA = 25°C
04
64
8-0
08
図 8.入力オフセット電圧対コモン・モード電圧
(200 個、プロセス・スキューを含む 5 ウェハー・ロット)
0
50
100
150
200
250
300
350
INP
UT
BIA
S C
UR
RE
NT
(p
A)
0 25 50 75 100 125
TEMPERATURE (°C)
VS = ±2.5V
04
64
8-0
09
図 9.入力バイアス電流の温度特性
SINK
SOURCE
1000
100
10
1
0.10.001 0.01 0.1 1 10
ILOAD (mA)
VS
Y –
VO
UT (
mV
)
100
VS = 5V
TA = 25°C
04
64
8-0
10
図 10.電源レールまで近づく出力電圧対負荷電流
0
20
40
60
80
100
120
OU
TP
UT
SA
TU
RA
TIO
NV
OLTA
GE
(mV
)
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
TEMPERATURE (°C)
VS = 5V
1mA LOAD
10mA LOAD
04
64
8-0
11
図 11.出力飽和電圧の温度特性
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 7/17 －
1M 10M
100
80
60
40
20
0
–20
–40
–60
–80
–100
GA
IN (
dB
)
225
180
135
90
45
0
–45
–90
–135
–180
–225
PH
AS
E (
Deg
rees)
VS = ±2.5V
TA = 25°C
Øm = 63°
60M
FREQUENCY (Hz)
04
64
8-0
12
図 12.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
OU
TP
UT
SW
ING
(Vp
-p)
FREQUENCY (Hz)
10k1k 100k 1M 10M
VS = 5.0VVIN = 4.9V p-pTA = 25°CRL = 2kΩAV = 1
04
64
8-0
13
図 13.クローズド・ループ出力電圧振幅の周波数特性
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
OU
TP
UT
IM
PE
DA
NC
E (
Ω)
1k 10k 100k 1M 10M 100M
FREQUENCY (Hz)
AV = 100 AV = 1
AV = 10
VS = ±2.5V
04
64
8-0
14
図 14.出力インピーダンスの周波数特性
0
20
40
60
80
100
120
CM
RR
(d
B)
FREQUENCY (Hz)
10k1k 100k 1M 10M
VS = ±2.5V
04
64
8-0
15
図 15.CMRR の周波数特性
0
20
40
60
80
100
120
PS
RR
(d
B)
FREQUENCY (Hz)
10k1k 100k 1M 10M
VS = ±2.5V
04
64
8-0
16
図 16.PSRR の周波数特性
5
0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
SM
AL
L-S
IGN
AL
OV
ER
SH
OO
T (
%)
CAPACITANCE (pF)
10 100 1000
VS = 5VRL = ∞TA = 25°CAV = 1
+OS
–OS
04
64
8-0
17
図 17.小信号オーバーシュート対負荷容量
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 8/17 －
0
0.4
0.8
0.6
0.2
1.2
1.0
SU
PP
LY
CU
RR
EN
TP
ER
AM
PL
IFIE
R(m
A)
1.6
1.4
2.0
1.8
2.4
2.2
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
TEMPERATURE (°C)
VS = 2.7V
VS = 5V
04
64
8-0
18
図 18.電源電流の温度特性
200
0
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
SU
PP
LY
CU
RR
EN
T P
ER
AM
PL
IFIE
R (
µA
)
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
SUPPLY VOLTAGE (V)
04
64
8-0
19
図 19.アンプあたりの電源電流対電源電圧
1k
100
10
110 100 1k 10k 100k
FREQUENCY (Hz)
VO
LTA
GE
NO
ISE
DE
NS
ITY
(n
V/
Hz
0.5
)
VS = ±2.5V
VS = ±1.35V
04
64
8-0
20
図 20.電圧ノイズ密度の周波数特性
VO
LTA
GE
(50m
V/D
IV)
TIME (1µs/DIV)
VS = 5VRL = 10kΩCL = 200pFAV = 1
04
64
8-0
21
図 21.小信号過渡応答
VO
LT
AG
E (
500m
V/D
IV)
TIME (1s/DIV)
VS = 5VRL = 10kΩCL = 200pFAV = 1
04
64
8-0
22
図 22.大信号過渡応答
TH
D+
N (
%)
0.0001
0.01
0.001
0.1
FREQUENCY (Hz)
20 100 1k 20k
VS = ±2.5VVIN = 0.5V rms
AV = 1BW = 22kHzRL = 100kΩ
04
64
8-0
23
図 23.THD + N の周波数特性
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 9/17 －
VO
LTA
GE
(2V
/DIV
)
VS = ±2.5VVIN = 2V p-pAV = 10
TIME (200ns/DIV)
04
64
8-0
24
図 24.セトリング・タイム
VO
LTA
GE
(1µ
V/D
IV)
TIME (1s/DIV)
VS = 2.7V
04
64
8-0
25
図 25.0.1 Hz～10 Hz での入力電圧ノイズ
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
NU
MB
ER
OF
AM
PL
IFIE
RS
–700 –500 –300 –100 100 300 500 700
OFFSET VOLTAGE (µV)
VS = 2.7VTA = 25°CVCM = 0V TO 2.7V
04
64
8-0
26
図 26.入力オフセット電圧の分布
–400
–500
–300
–200
–100
0
100
200
300
400
500
INP
UT
OF
FS
ET
VO
LTA
GE
(µ
V)
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
VS = 2.7VTA = 25°C
04
64
8-0
27
図 27.入力オフセット電圧対コモン・モード電圧
(200 個、プロセス・スキューを含む 5 ウェハー・ロット)
–400
–500
–300
–200
–100
0
100
200
300
400
500
INP
UT
OF
FS
ET
VO
LTA
GE
(µ
V)
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
COMMON-MODE VOLTAGE (V)
VS = 3.5VTA = 25°C
04
64
8-0
28
図 28.入力オフセット電圧対コモン・モード電圧
(200 個、プロセス・スキューを含む 5 ウェハー・ロット)
SINK
SOURCE
1000
100
10
1
0.10.001 0.01 0.1 1 10
ILOAD (mA)
VS
Y –
VO
UT (
mV
)
VS = ±1.35V
TA = 25°C
04
64
8-0
29
図 29.電源レールまで近づく出力電圧対負荷電流
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 10/17 －
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
OU
TP
UT
SA
TU
RA
TIO
NV
OLTA
GE
(mV
)
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
TEMPERATURE (°C)
VS = 2.7V
VOH @ 1mA LOAD
VOL @ 1mA LOAD
04
64
8-0
30
図 30.出力飽和電圧の温度特性
1M 10M
100
80
60
40
20
0
–20
–40
–60
–80
–100
GA
IN (
dB
)
225
180
135
90
45
0
–45
–90
–135
–180
–225
PH
AS
E (
Deg
rees)
VS = ±1.35V
TA = 25°C
Øm = 42°
60MFREQUENCY (Hz)
04
64
8-0
31
図 31.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
OU
TP
UT
SW
ING
(Vp
-p)
FREQUENCY (Hz)
10k1k 100k 1M 10M
VS = 2.7VVIN = 2.6V p-p
TA = 25°C
RL = 2kΩ
AV = 1
04
64
8-0
32
図 32.クローズド・ループ出力電圧振幅の周波数特性
5
0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
SM
AL
L S
IGN
AL
OV
ER
SH
OO
T (
%)
CAPACITANCE (pF)
10 100 1000
VS = ±1.35VRL = ∞TA = 25°CAV = 1
+OS–OS
04
64
8-0
33
図 33.小信号オーバーシュート対負荷容量
VO
LTA
GE
(50m
V/D
IV)
TIME (1µs/DIV)
VS = 2.7VRL = 10kΩCL = 200pFAV = 1
04
64
8-0
34
図 34.小信号過渡応答
VO
LT
AG
E (
500m
V/D
IV)
TIME (1µs/DIV)
VS = 2.7VRL = 10kΩCL = 200pFAV = 1
04
64
8-0
35
図 35.大信号過渡応答
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 11/17 －
アプリケーション情報 入力過電圧保護機能
AD8615/AD8616/AD8618は、電源電圧を超える電圧を入
力に加えることを可能にする保護回路を内蔵しています。
ただし、いずれのアンプ入力にも電源電圧より 1.5 V
以上高い電圧を加えないことが推奨されます。これよ
り高い入力電圧を加える場合には、直列抵抗を使用し
て入力に流入する電流を制限する必要があります。
入力電流は 5 mA 以下に制限する必要があります。入
力バイアス電流を非常に小さくすると、使用する抵抗
を大きくすることができるので、入力に加える電圧を
大きくすることができます。これらの抵抗を使用する
と、熱ノイズが増えるため、アンプ全体の出力電圧ノ
イズに影響を与えます。
たとえば、10 kΩ 抵抗は 13 nV/√Hz 以下の熱ノイズを持
ち、室温での誤差電圧は 10 nV 以下になります。
出力位相の反転
AD8615/AD8616/AD8618 は位相反転に対する耐性を持
っていますが、この現象はアンプ入力に加えられた電
圧が最大入力コモン・モードを超えたときに発生しま
す。
位相反転が発生すると、デバイスに永久的な損傷を与
えたり、帰還ループを持つシステムでロックアップが
発生してしまうことがあります。
VO
LTA
GE
(2V
/DIV
)
TIME (2ms/DIV)
VINVOUT
VS = ±2.5VVIN = 6V p-pAV = 1RL = 10kΩ
04
64
8-0
36
図 36.位相反転なし
容量負荷の駆動
AD8615/AD8616/AD8618 は最大 500 pFの容量負荷を発
振なしで駆動できますが、100 kHzを超える周波数で動
作すると、大きなオーバーシュートが発生します。特
にアンプが正のユニティ・ゲインに設定されたとき(最
悪ケース)、これが発生します。このような大きな容量
負荷が必要な場合は、外部で補償を行うことが推奨さ
れます。
補償を行うと、オーバーシュートとリンギングが小さ
くなるため、AD8615/AD8616/ AD8618の周波数応答が
向上します。補償のシンプルな方法の 1つは、シンプル
な RC ネットワークで構成されるスナバを使うことです。
この回路を使用すると、出力振幅が維持され、すべての
ゲインでアンプが安定します。
図 38 に、オーバーシュートを 30%以上削減し、不安定
性の原因になるリンギングを解消するスナバ回路を示
します。スナバを使っても、大きな容量負荷による帯
域幅の損失を取り戻すことはできません。
VO
LT
AG
E (
100m
V/D
IV)
TIME (2µs/DIV)
VS = ±2.5VAV = 1CL = 500pF
04
64
8-0
37
図 37.大きな容量負荷の駆動、補償なし
V+
200Ω
500pF
500pF
V–
VEE
VCC200mV–
+
–
04
64
8-0
38
図 38.スナバ回路
VO
LT
AG
E (
100m
V/D
IV)
TIME (10µs/DIV)
VS = ±2.5VAV = 1RS = 200ΩCS = 500pFCL = 500pF
04
64
8-0
39
図 39.大きな容量負荷の駆動、スナバ回路使用
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 12/17 －
過負荷回復時間
過負荷回復は、アンプ出力が飽和状態から線形領域に
回復するために要する時間を意味します。この過負荷
回復時間は、大きな過渡電圧が存在する中で小さい信
号を増幅する必要があるアンプを持つアプリケーショ
ンで特に重要になります。図 40 と図 41に、AD8616の
正側と負側の過負荷回復時間を示します。両ケースと
も、AD8616が飽和から抜け出すまでの時間は 1 µs以下
です。さらに、正側と負側の回復時間の対称性も、出
力信号の歪みなしで、信号を整流するために重要です。
TIME (1µs/DIV)
VS = ±2.5VRL = 10kΩAV = 100VIN = 50mV
–50mV
+2.5V
0V
0V0
46
48
-04
0
図 40.正側過負荷回復
TIME (1µs/DIV)
VS = ±2.5VRL = 10kΩAV = 100VIN = 50mV
+50mV
–2.5V
0V
0V
04
64
8-0
41
図 41.負側過負荷回復
D/A 変換
AD8616 は、高分解能 DAC の出力に使うことができま
す。このデバイスは、低いオフセット電圧、高速なス
ルーレート、高速なセトリング・タイムを持つため、
電圧出力または電流出力の DAC のバッファに適してい
ます。
図 42 に、AD5542 出力に AD8616 を使用した例を示し
ます。AD8616 のレール to レール出力と低歪みは、デ
ータ・アクイジション・システムや自動テスト装置で
必要とされる高精度の維持に役立ちます。
AD5542 VOUT
UNIPOLAROUTPUT
AGNDDGND
REFS1/2
AD8616
REFFVDDSERIAL
INTERFACE
0.1µF 0.1µF
10µF5V 2.5V
+
CS
DIN
SCLK
LDAC
04
64
8-0
42
図 42.DAC 出力のバッファ
低ノイズ・アプリケーション
AD8618は一般に 1 kHzで 8 nV/√Hz以下の電圧ノイズ密
度を持っていますが、さらに削減することもできます。
シンプルな方法は、アンプを並列に接続する方法です
(図 43 参照)。出力での合計ノイズが、アンプ数の平方
根で除算されます。このケースでは、室温での合計ノ
イズが約 4 nV/√Hz になります。100 Ω の抵抗が電流を
制限し、実効出力抵抗が 50 Ω になります。
V–
R3
100ΩR1
10Ω
V+VIN
3
2
1
R2
1kΩ
V–
R6
100ΩR4
10Ω
V+
3
2
1
R5
1kΩ
V–
R9
100ΩR7
10Ω
V+
3
2
1
R8
1kΩ
V–
R12
100ΩR10
10Ω
V+
3
2
1
R11
1kΩ
VOUT
04
64
8-0
43
図 43.ノイズの削減
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 13/17 －
高速フォトダイオードのプリアンプ
AD8615/AD8616/AD8618 は I/V 変換に対する優れた選
択肢です。これらのデバイスは、非常に小さい入力バ
イアス、低電流ノイズ、広いユニティ・ゲイン帯域幅
を持っているため、特に高速フォトダイオード・プリ
アンプに適しています。
高速フォトダイオード・アプリケーションでは、ダイオ
ードが光伝導モード(逆バイアス)で動作します。これに
より接合容量が小さくなりますが、ダイオードを流れ
る暗電流は大きくなります。
合計入力容量 C1 は、ダイオード容量とオペアンプ入力
容量の和になります。これにより、位相マージン低下
の原因となる帰還に極が発生するため、オペアンプは
不安定になります。この極を補償するために帰還内に
コンデンサを使う必要があります。
最大信号帯域幅を得るためには、次のように選択しま
す。
Uf2R
1C2C
2
ここで、fUはアンプのユニティ・ゲイン帯域幅です。
V–
+2.5V
V+
–2.5V
R2
C2
CINCDRSHID
–VBIAS
–
+
04
64
8-0
44
図 44.高速フォトダイオードのプリアンプ
アクティブ・フィルタ
AD8616は低入力バイアス電流と広いユニティ・ゲイン
帯域幅を持っているため、高精度フィルタ・デザイン
に対する優れた選択肢になっています。
図 45 に、2次ローパス・フィルタの構成を示します。
このバタワースの応答は、コーナー周波数が 100 kHz で、
位相シフトが 90°です。周波数応答を図 46 に示します。
V–
VCC
V+
VEE
2nF
1nF
1.1kΩ1.1kΩ
VIN
04
64
8-0
45
図 45.2 次ローパス・フィルタ
–40
–30
–20
–10
0
10
GA
IN (
dB
)
10.1 10 100 1k 10k 100k 1M
FREQUENCY (Hz)
04
64
8-0
46
図 46.2 次バタワース・ローパス・フィルタの周波数応答
消費電力
AD8615/AD8616/AD8618は最大 150 mA の負荷電流を供
給できますが、有効出力、負荷電流、駆動能力はデバ
イスのパッケージに許容される最大消費電力に制限さ
れます。
すべてのアプリケーションで、AD8615/AD8616/
AD8618 の絶対最大ジャンクション温度は 150°C です。
この値を超えると、デバイスは早期に故障してしまう
可能性が生じます。集積回路の消費電力の正確な測定
は、常に簡単ではありません。図 47 は、安全な出力電
流駆動レベルの設定または AD8616 に使用可能なパッ
ケージ・オプションに対するヒート・シンクの選択の
際に役立ちます。
PO
WE
R D
ISS
IPA
TIO
N (
W)
TEMPERATURE (°C)
00
0.5
1.0
1.5
20 40 60 80 120100 140
SOIC
MSOP
04
64
8-0
47
図 47.最大消費電力対周囲温度
これらの熱抵抗カーブは、各パッケージと 150°C の最
大ジャンクション温度に対する AD8616 の熱抵抗デー
タから求めたものです。
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 14/17 －
すべてのアプリケーションで、AD8615/AD8616/
AD8618 の内部ジャンクション温度を計算するときは、
次式を使うことができます。
TJ = PDISS × θJA + TA
ここで、
TJ =ジャンクション温度
PDISS =消費電力
θJA =パッケージの熱抵抗、ジャンクション―ケース間
TA =回路の周囲温度
AD8615/AD8616/ AD8618 の消費電力を計算するときは、
次式を使います。
PDISS = ILOAD × (VS – VOUT)
ここで、
ILOAD =出力負荷電流
VS =電源電圧
VOUT =出力電圧
括弧内の値は、出力トランジスタで発生する最大電圧
です。
変動する負荷または未知の負荷での消費電力の
計算
デバイスが安全な範囲で動作しているか否かを見極め
るための集積回路の消費電力の計算は、見掛けほど簡
単ではありません。多くの場合、消費電力を直接測定
できません。これは、不規則な出力波形または負荷変動
が原因になっています。消費電力の間接的な測定方法が
必要になります。
集積回路の消費電力の計算には 2 つの方法があります。
1つ目は、パッケージ温度とボード温度を測定する方法
です。2 つ目は、回路の電源電流を直接測定する方法
です。
周囲温度とケース温度の測定から消費電力を計算す
る方法
ジャンクション温度を計算する 2 つの式は次のように
なります。
TJ = TA + P θJA
ここで、
TJ =ジャンクション温度
TA =周囲温度
θJA =ジャンクション―周囲間熱抵抗
TJ = TC + P θJC
ここで、
TCはケース温度。
θJAと θJCはデータシート記載の値です。
消費電力 P を計算する 2 つの式は次のようになります。
TA + P θJA = TC + P θJC
P = (TA − TC)/(θJC − θJA)
消費電力を求めた後、ジャンクション温度を再計算し
て、温度を超えていないことを確認する必要がありま
す。
温度は、パッケージに触れずに近くで直接測定する必
要があります。パッケージの測定は困難なことがあり
ます。非常に小型のバイメタル接点をパッケージに装
着するか、あるいはスポット・サイズが小さい場合に
は赤外線検出デバイスを使うことができます。
電源電流の測定から消費電力を計算する方法
電源電圧と電源電流が既知の場合は、消費電力を直接
計算することができますが、電源電流には DC 成分と
容量負荷に流れるパルスが存在することがあり、この
ために rms電流の計算が非常に困難になります。この困
難は、電源ピンを持ち上げて rms 電流計を回路に接続
することにより解決されます。この方法が機能するた
めには、測定しようとしている電源ピンから電流が供
給されていることを確認する必要があります。これは
単電源システムでは良い方法ですが、両電源システムの
場合には、両電源のモニターが必要になります。
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 15/17 －
外形寸法
09
15
08
-A
*COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-193-AB WITH
THE EXCEPTION OF PACKAGE HEIGHT AND THICKNESS.
1.60 BSC 2.80 BSC
1.90BSC
0.95 BSC
0.20
0.08
0.60
0.45
0.30
8°
4°
0°
0.50
0.30
0.10 MAX
*1.00 MAX
*0.90 MAX
0.70 NOM
2.90 BSC
5 4
1 2 3
SEATINGPLANE
図 48.5 ピン薄型スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[TSOT]
(UJ-5)
寸法: mm
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
0.800.600.40
8°0°
4
8
1
5
PIN 1
0.65 BSC
SEATINGPLANE
0.380.22
1.10 MAX
3.20
3.00
2.80
COPLANARITY0.10
0.230.08
3.20
3.00
2.80
5.15
4.90
4.65
0.15
0.00
0.95
0.85
0.75
図 49.8 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
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 16/17 －
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.
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA
01
24
07
-A
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
0.50 (0.0196)
0.25 (0.0099)45°
8°
0°
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
SEATINGPLANE
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
41
8 5
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
1.27 (0.0500)BSC
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
COPLANARITY
0.10
図 50.8 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N]
ナロー・ボディ(R-8)
寸法: mm (インチ)
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.
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AB0
60
60
6-A
14 8
71
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2283)
4.00 (0.1575)
3.80 (0.1496)
8.75 (0.3445)
8.55 (0.3366)
1.27 (0.0500)BSC
SEATINGPLANE
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0039)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
1.75 (0.0689)
1.35 (0.0531)
0.50 (0.0197)
0.25 (0.0098)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
COPLANARITY
0.10
8°
0°
45°
図 51.14 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N]
ナロー・ボディ(R-14)
寸法: mm (インチ)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1 06
19
08
-A
8°
0°
4.50
4.40
4.30
14 8
71
6.40BSC
PIN 1
5.10
5.00
4.90
0.65 BSC
0.15
0.05 0.30
0.19
1.20MAX
1.05
1.00
0.800.20
0.090.75
0.60
0.45
COPLANARITY0.10
SEATINGPLANE
図 52.14 ピン薄型シュリンク・スモール・アウトライン・パッケージ[TSSOP]
(RU-14)
寸法: mm
AD8615/AD8616/AD8618
Rev. E － 17/17 －
オーダー・ガイド Model Temperature Range Package Description Package Option Branding
AD8615AUJZ-R21 –40°C to +125°C 5-Lead TSOT-23 UJ-5 BKA
AD8615AUJZ-REEL1 –40°C to +125°C 5-Lead TSOT-23 UJ-5 BKA
AD8615AUJZ-REEL71 –40°C to +125°C 5-Lead TSOT-23 UJ-5 BKA
AD8616ARM-R2 –40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 BLA
AD8616ARM-REEL –40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 BLA
AD8616ARMZ1 –40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 A0K
AD8616ARMZ-R21 –40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 A0K
AD8616ARMZ-REEL1 –40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 A0K
AD8616AR –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8616AR-REEL –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8616AR-REEL7 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8616ARZ1 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8616ARZ-REEL1 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8616ARZ-REEL71 –40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8618AR –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8618AR-REEL –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8618AR-REEL7 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8618ARZ1 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8618ARZ-REEL1 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8618ARZ-REEL71 –40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8618ARU –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14
AD8618ARU-REEL –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14
AD8618ARUZ1 –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14
AD8618ARUZ-REEL1 –40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14 1 Z = RoHS 準拠製品。
D04648-0
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8(E
)-J
