超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペア …...4 _____ MAX4291/MAX4292/MAX4294 超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペアンプ

概要 _______________________________MAX4291/MAX4292/MAX4294は、単一+1.8V～+5.5V電源又はデュアル±0.9V～±2.75V電源で動作するレイルトゥレイル入出力機能を備えたマイクロパワーオペアンプファミリです。これらのアンプは500kHz利得帯域幅積及び120dBオープンループ電圧利得を確保しつつ、1アンプ当たりの消費電流は僅か100µAとなっています。低入力オフセット電圧(±200µV)及び高オープンループ利得を組み合わせたこれらの製品は、低電力/低電圧の高精度アプリケーションに最適です。

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、各電源電圧範囲に渡る入力コモンモード範囲を持ち、出力は通常2kΩ負荷で電源電圧範囲の46mV以内でスイングします。最小動作電圧の仕様は+1.8Vとなっていますが、これらのデバイスは通常+1.5Vまで動作します。超低電圧動作、レイルトゥレイル入出力及び低電力消費の特長を持つこれらのデバイスは、ポータブル/2セルバッテリ駆動のシステムに最適です。

単一電源のMAX4291は超小型の5ピンSC70パッケージで提供されています。

アプリケーション_____________________2セルバッテリ駆動機器ポータブル電子機器バッテリ駆動機器ディジタルスケールストレインゲージセンサアンプセルラ電話

特長 _______________________________♦ 超低電圧動作：最低1.8Vまで保証

♦ 1アンプ当たりの消費電流：100µA

♦ 利得帯域幅積：500kHz

♦ オープンループ電圧利得：120dB(RL = 100kΩ)

♦ 1kHzで0.017% THD + ノイズ

♦ レイルトゥレイル入力コモンモード範囲

♦ レイルトゥレイル出力駆動：2kΩ負荷

♦ 入力オーバドライブに対する位相反転なし

♦ 100pFまでの容量性負荷に対してユニティゲイン安定

♦ 入力オフセット電圧：200µV(MAX4292/MAX4294)

♦ シングルチャネルは小型5ピンSC70

♦ 超小型パッケージ5ピンSC70 (MAX4291)8バンプUCSP (MAX4292)

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4

超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペアンプ

19-1612; Rev 3; 4/02

選択ガイド __________________________

UCSPはMaxim Integrated Products, Inc.の商標です。

型番 _______________________________

ピン配置____________________________

PART AMPLIFIERS PIN-PACKAGE

MAX4291 1 5-pin SC70/SOT23

MAX4292 2 8-pin µMAX/SO/UCSP

MAX4294 4 14-pin SO/TSSOP

TOP VIEW(BUMPS ON BOTTOM)

OUTA VCC OUTB

INA-

INA+

INB-

INB+VEE

UCSP

MAX4292

Pin Configurations continued at end of data sheet.

*UCSP reliability is integrally linked to the user’s assemblymethods, circuit board material, and environment. Refer to theUCSP Reliability Notice in the UCSP Reliability section of thisdata sheet for more information.

PART TEMP RANGE PIN-PACKAGE

TOPMARK

MAX4291EXK-T -40°C to +85°C 5 SC70-5 AAD

MAX4291EUK-T -40°C to +85°C 5 SOT23-5 ADML

MAX4292EBL-T* -40°C to +85°C 8 UCSP-8 AAJ

MAX4292EUA -40°C to +85°C 8 µMAX — MAX4292ESA -40°C to +85°C 8 SO — MAX4294ESD -40°C to +85°C 14 SO — MAX4294EUD -40°C to +85°C 14 TSSOP —

本データシートに記載された内容はMaxim Integrated Productsの公式な英語版データシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りについては責任を負いかねます。正確な内容の把握には英語版データシートをご参照ください。

無料サンプル及び最新版データシートの入手には、マキシムのホームページをご利用ください。http://japan.maxim-ic.com

________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペアンプ

2 ____________________________________________________________________________________________________

Common-Mode Rejection Ratio

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

ELECTRICAL CHARACTERISTICS(VCC = 1.8V to 5.5V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC/2, RL = 100kΩ connected to VCC/2, TA = +25°C, unless otherwise noted.)(Note 1)

Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functionaloperation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure toabsolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Supply Voltage (VCC to VEE) ....................................................6VAll Other Pins ...................................(VCC + 0.3V) to (VEE - 0.3V)Current into IN_+, IN_- .....................................................±25mAOutput Short-Circuit Duration.....................................ContinuousContinuous Power Dissipation (TA = +70°C)

5-Pin SC70 (derate 2.5mW/°C above +70°C) ................200mW5-Pin SOT23 (derate 7.1mW/°C above +70°C)................571mW8-Bump UCSP (derate 4.7mW/°C above +70°C) ...........379mW

8-Pin µMAX (derate 4.10mW/°C above +70°C)..............330mW8-Pin SO (derate 5.88mW/°C above +70°C) ..................471mW14-Pin SO (derate 8.33mW/°C above +70°C) ................667mW14-Pin TSSOP (derate 6.3mW/°C above +70°C) ............500mW

Operating Temperature Range............................-40°C to +85°CJunction Temperature ......................................................+150°CStorage Temperature Range .............................-65°C to +150°CLead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C

MAX4292/MAX4294 ±200 ±1200

VCC = 5.0V, 0 ≤ VCM ≤ 5.0V nA±15 ±60IBInput Bias Current

VCC = 1.8V

Inferred from PSRR test

Inferred from CMRR test

|VIN+ - VIN-| < 10mV

VCC = 5.0V, 0 ≤ VCM ≤ 5.0V

MAX4291

CONDITIONS

µA100 210

IQ

V1.8 5.5VCCSupply Voltage Range

Quiescent Supply Current(Per Amplifier)

V0 VCCVCMInput Common-Mode VoltageRange

MΩ0.75RINDifferential Input Resistance

nA±1 ±7IOSInput Offset Current

µV±400 ±2500

VOSInput Offset Voltage

UNITSMIN TYP MAXSYMBOLPARAMETER

VCC = 5.0V 100 255

77 100 dBPSRRPower-Supply Rejection Ratio

50 80

dB

Tested for 0 ≤ VCM ≤1.8V; VCC = 1.8V

CMRRCommon-Mode Rejection Ratio

57 80

60 90

dB

Tested for 0 ≤ VCM ≤5.0V, VCC = 5.0V

MAX4291

MAX4292/MAX4294

MAX4291

MAX4292/MAX4294 66 90

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4超小型、+1.8V、超低電力、

レイルトゥレイル入出力オペアンプ

_______________________________________________________________________________________ 3

ELECTRICAL CHARACTERISTICS(VCC = 1.8V to 5.5V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC/2, RL = 100kΩ connected to VCC/2, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted.)(Note 1)

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)(VCC = 1.8V to 5.5V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC/2, RL = 100kΩ connected to VCC/2, TA = +25°C, unless otherwise noted.)(Note 1)

Channel-to-Channel Isolation

Gain-Bandwidth Product

Phase Margin

Gain Margin

Slew Rate

Input Voltage-Noise Density

Input Current-Noise Density

Capacitive-Load Stability

CHISO

GBWP

φM

GM

SR

en

in

Specified at f = 10kHz (MAX4292/MAX4294 only)

f = 10kHz

f = 10kHz

AVCL = 1V/V, no sustained oscillations

83

500

65

12

0.2

70

0.05

100 pF

pA/√Hz

nV/√Hz

V/µs

dB

degrees

kHz

dB

mA20Sourcing or sinkingIOUT(SC)Output Short-Circuit Current

Output-Voltage Swing Low VOLSpecified as|VEE - VOL| RL = 2kΩ to VCC/2

RL = 100kΩ to VCC/2

46 120

25 80mV

mV15 40

2 20

RL = 2kΩ to VCC/2

RL = 100kΩ to VCC/2Specified as|VCC - VOH|

VOHOutput-Voltage Swing High

Large-Signal Voltage Gain AV

VCC = 5.0V

VCC = 1.8V

RL = 100kΩ, 0.02V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.02V

RL = 2kΩ, 0.1V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.1V

RL = 100kΩ, 0.02V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.02V

RL = 2kΩ, 0.1V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.1V

80 120

80 130

80 110

80 120

dB

UNITSMIN TYP MAXCONDITIONSSYMBOLPARAMETER

270VCC = 5.0V

PARAMETER SYMBOL MIN TYP MAX UNITS

±2000Input Offset Voltage VOS

±3000µV

Quiescent Supply Current (Per Amplifier)

Supply-Voltage Range VCC 1.8 5.5 V

IQ240

µA

CONDITIONS

MAX4292/MAX4294

MAX4291

Inferred from PSRR test

VCC = 1.8V

4 _______________________________________________________________________________________

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29


80

dB

Note 1: All devices are 100% tested at TA = +25°C. All temperature limits are guaranteed by design.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)(VCC = 1.8V to 5.5V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC/2, RL = 100kΩ connected to VCC/2, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted.)(Note 1)

120RL = 2kΩ to VCC/2



80

80

80

VCC = 5.0V

RL = 2kΩ, 0.1V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.1V

RL = 100kΩ, 0.02V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.02V

RL = 2kΩ, 0.1V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.1V

RL = 100kΩ, 0.02V ≤ VOUT ≤ VCC - 0.02V

PARAMETER SYMBOL MIN TYP MAX UNITS

Large-Signal Voltage Gain AV

80

dB

50

Input Common-Mode VoltageRange

VCM 0 VCC V

Output-Voltage Swing High VOH20

mV

Output-Voltage Swing Low VOL mV

Input Bias Current

Input Offset Voltage Drift TCVOS 1.2 µV/°C

IB ±90 nA

Input Offset Current IOS ±10 nA

CONDITIONS

VCC = 1.8V

Inferred from CMRR test

Specified as|VCC - VOH|

Specified as|VEE - VOL|

VCC = 5.0V, 0 ≤ VCM ≤ 5.0V

VCC = 5.0V, 0 ≤ VCM ≤ 5.0V

dB

CMRRCommon-Mode Rejection Ratio

Tested for 0 ≤ VCM ≤ 1.8V,VCC = 1.8V

75 dBPSRRPower-Supply Rejection Ratio

53

Tested for 0 ≤ VCM ≤ 5.0V,VCC = 5.0V

60

62dB

MAX4291

MAX4292/MAX4294

MAX4291

MAX4292/MAX4294

40RL = 2kΩ to VCC/2


MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4

_______________________________________________________________________________________ 5

標準動作特性 _______________________________________________________________(VCC = +2.4V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC / 2, no load, TA = +25°C, unless otherwise noted.)

1.0

1.2

1.1

1.5

1.4

1.3

1.6

1.7

1.9

1.8

2.0

-55 -25 -10-40 5 20 35 50 65 80 95 110

MINIMUM OPERATING VOLTAGEvs. TEMPERATURE (PSRR ≥ 80dB)

MAX

4291

toc0

2

TEMPERATURE (°C)

MIN

IMUM

OPE

RATI

NG V

OLTA

GE (V

)

125-900

-600

-750

-300

-450

-150

0

-55 -25 -10 5-40 20 5035 65 80 95 110 125

INPUT OFFSET VOLTAGEvs. TEMPERATURE

MAX

4291

toc0

3

TEMPERATURE (°C)

INPU

T OF

FSET

VOL

TAGE

(µV)

VCC = 5.5V

VCC = 1.8V

VCC = 2.4V

0

10

5

20

15

30

25

35

-55 -25 -10 5-40 20 35 50 65 80 95 110 125

INPUT BIAS CURRENTvs. TEMPERATURE

MAX

4291

toc0

4

TEMPERATURE (°C)

INPU

T BI

AS C

URRE

NT (n

A)

VCC = 5.5V

VCC = 1.8V

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

-0.5 0.50 1.0 1.5 2.0 2.5

INPUT BIAS CURRENT vs. COMMON-MODE VOLTAGE (VCC = 1.8V)

MAX

4291

toc0

5

COMMON-MODE VOLTAGE (V)

INPU

T BI

AS C

URRE

NT (n

A)

-40

-10

-20

-30

0

10

30

20

40

-0.5 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5

INPUT BIAS CURRENT vs. COMMON-MODE VOLTAGE (VCC = 5.5V)

MAX

4291

toc0

6

COMMON-MODE VOLTAGE (V)

INPU

T BI

AS C

URRE

NT (n

A)

0

10

5

20

15

25

30

-55 5 35-25 65 95 125

OUTPUT VOLTAGE SWING vs. TEMPERATURE (RL = 100kΩ TO VCC/2)

MAX

4291

-07

TEMPERATURE (°C)

OUTP

UT V

OLTA

GE S

WIN

G (m

V)

VOH = VCC - VOUTVOL = VOUT - VEE

VOH (VCC = 5.5V OR 1.8V)

VOL (VCC = 5.5V)

VOL (VCC = 1.8V)

0

20

10

40

30

50

60

-55 5 35-25 65 95 125

OUTPUT VOLTAGE SWING vs. TEMPERATURE (RL = 2kΩ TO VCC/2)

MAX

4291

-08

TEMPERATURE (°C)

OUTP

UT V

OLTA

GE S

WIN

G (m

V)

VOH = VCC - VOUTVOL = VOUT - VEE

VOH (VCC = 1.8V)

VOL (VCC = 5.5V)

VOL (VCC = 1.8V)VOH (VCC = 5.5V)

-105

-90

-95

-100

-85

-80

-70

-75

-65

-55 -25 -10-40 5 20 35 50 65 80 95 110 125

COMMON-MODE REJECTION RATIO vs. TEMPERATURE

MAX

4291

toc0

9

TEMPERATURE (°C)

CMRR

(dB)

VCC = 5.5V

VCC = 1.8V

0 ≤ VCM ≤ VCC

60

80

70

110

100

90

120

130

150

140

160

-55 -25 -10-40 5 20 35 50 65 80 95 110

SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIERvs. TEMPERATURE

MAX

4291

toc0

1

TEMPERATURE (°C)

SUPP

LY C

URRE

NT (µ

A)

125

VCC = 5.5V

VCC = 1.8V

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29


6 _______________________________________________________________________________________

標準動作特性(続き) __________________________________________________________(VCC = +2.4V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC / 2, no load, TA = +25°C, unless otherwise noted.)

50

70

60

80

110

120

100

90

130

0 100 150 200 25050 300 350 400 450 500

OPEN-LOOP GAIN vs. OUTPUT SWING LOW(VCC = 1.8V, RL CONNECTED TO VCC)

MAX

4291

toc1

0

VOL (mV)

GAIN

(dB)

RL = 2kΩ

RL = 1kΩ

50

70

60

90

80

110

100

120

0 200100 300 40050 250150 350 450 500

OPEN-LOOP GAIN vs. OUTPUT SWING HIGH(VCC = 1.8V, RL CONNECTED TO VEE)

MAX

4291

toc1

1

VOH (mV)

GAIN

(dB)

RL = 2kΩ

RL = 1kΩ

50

70

60

80

110

120

100

90

130

0 100 150 200 25050 300 350 400 450 500

OPEN-LOOP GAIN vs. OUTPUT SWING LOW(VCC = 5.5V, RL CONNECTED TO VCC)

MAX

4191

toc1

2

VOL (mV)

GAIN

(dB)

RL = 2kΩ

RL = 1kΩ

50

70

60

80

110

120

100

90

130

0 100 150 200 25050 300 350 400 450 500

OPEN-LOOP GAIN vs. OUTPUT SWING HIGH(VCC = 5.5V, RL CONNECTED TO VEE)

MAX

4191

toc1

3

VOH (mV)

GAIN

(dB)

RL = 2kΩ

RL = 1kΩ

50

80

70

60

90

100

120

110

130

-55 -25 -10-40 5 20 35 50 65 80 95 110 125

OPEN-LOOP GAIN vs. TEMPERATURE

MAX

4291

toc1

4

TEMPERATURE (°C)

OPEN

-LOO

P GA

IN (d

B)

RL = 2kΩ TO VCC

RL = 2kΩ TO VEE RL = 1kΩ TO VCC

RL = 1kΩ TO VEE

VCC = 5.5V

60

-400.1 1 10 100 1000

GAIN AND PHASE vs. FREQUENCY(CL = 100pF)

-20

MAX4291 toc17

FREQUENCY (kHz)

GAIN

(dB)

0

20

40

30

10

-10

-30

50AV = 1000V/V 180

144

108

72

36

0

-36

-72

-108

-144

-180

PHAS

E (D

EGRE

ES)

1

0.010.01 10 100

0.1

FREQUENCY (kHz)

THD

+ NO

ISE

(%)

10.1

TOTAL HARMONIC DISTORTIONPLUS NOISE vs. FREQUENCY

VCC = 5.5V

VCC = 1.8V

MAX

4291

toc1

8

RL = 2kΩAv = 1V/V(NONINVERTINGCONFIGURATION)

0

-900.01 0.1 1 10 100 1000

MAX4292/MAX4294CROSSTALK vs. FREQUENCY

-80

-70

MAX

4291

-15

FREQUENCY (kHz)

CROS

STAL

K (d

B)-50

-60

-20

-10

-30

-40

60

-400.1 1 10 100 1000

GAIN AND PHASE vs. FREQUENCY(CL = 0)

-20

MAX4291 toc16

FREQUENCY (kHz)

GAIN

(dB)

0

20

40

30

10

-10

-30

50AV = 1000V/V 180

144

108

72

36

0

-36

-72

-108

-144

-180

PHAS

E (D

EGRE

ES)

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29



_______________________________________________________________________________________ 7

標準動作特性(続き) __________________________________________________________(VCC = +2.4V, VEE = VCM = 0, VOUT = VCC / 2, no load, TA = +25°C, unless otherwise noted.)

0.01

0.1

10

1

100

0 2 3 4 51 6 7 8 9 10

LOAD RESISTOR vs. CAPACITIVE LOAD

MAX

4291

toc1

9

CAPACITIVE LOAD (nF)

LOAD

RES

ISTO

R (kΩ

)

IOUT > 20mAVCC = 2.4V

IOUT > 20mAVCC = 5.5V

VCC = 5.5V

VCC = 2.4V

10% OVERSHOOTAV = 1V/V(NONINVERTING CONFIGURATION)

OUT

IN0

100mV

0

100mV

1µs/div

SMALL-SIGNAL TRANSIENT RESPONSE(NONINVERTING CONFIGURATION)

MAX4291 toc20

VCC = 2.5VVEE = -2.5V

VCM = 0

OUT

IN0

100mV

0

100mV

1µs/div

SMALL-SIGNAL TRANSIENT RESPONSE(INVERTING CONFIGURATION)

MAX4291 toc21

VCC = 2.5VVEE = -2.5VVCM = 0

OUT

IN-2V

2V

-2V

2V

10µs/div

LARGE-SIGNAL TRANSIENT RESPONSE(NONINVERTING CONFIGURATION)

MAX4291 toc22

VCC = 2.5VVEE = -2.5V

VCM = 0

OUT

IN-2V

2V

-2V

2V

10µs/div

LARGE-SIGNAL TRANSIENT RESPONSE(INVERTING CONFIGURATION)

MAX4291 toc23

VCC = 2.5VVEE = -2.5VVCM = 0

0

1000

500

2000

1500

2500

3000

0 10 155 20 25 30

SUPPLY CURRENT vs. SINK CURRENT

MAX

4291

/2/4

-24

SINK CURRENT (mA)

SUPP

LY C

URRE

NT (µ

A)

VCC = 5.5V

VCC = 2.4V

VCC = 1.8V

0

60

45

30

15

105

90

75

120

135

150

0 105 15 20 25

SUPPLY CURRENT vs. SOURCE CURRENT

MAX

4291

/2/4

-25

SOURCE CURRENT (mA)

SUPP

LY C

URRE

NT (µ

A)

VCC = 5.5V

VCC = 1.8V

VCC = 2.4V

詳細________________________________

レイルトゥレイル入力段

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、低電圧、単一電源動作用に設計されたレイルトゥレイル入力段及びレイルトゥレイル出力段を備えています。入力段はNPN差動段とPNP差動段から成り、共に作動して両方の電源電圧範囲にわたるコモンモード範囲を提供します。これらの2対のクロスオーバ領域は、VCCとVEEの中間で発生します。入力オフセット電圧は通常±200µV(MAX4292/MAX4294)です。低い動作電源電圧、低消費電流、レイルトゥレイルコモンモード入力範囲、及びレイルトゥレイル出力を備えたこれらのオペアンプファミリは、高精度又は汎用低電圧バッテリ駆動システムに最適です。

入力段はNPNとPNPを組み合わせているため、コモンモード電圧がクロスオーバ領域をよぎると、入力バイアス電流によって極性が変化します。入力バイアス電流が外部ソースインピーダンスを通過すると、オフセット誤差が発生します。このオフセット誤差を低減するには、各入力に見られる実効インピーダンスをマッチングさせて下さい(図1a及び1b)。

高いソースインピーダンスと入力容量(アンプの入力容量と浮遊容量)が組み合わさると寄生極性が発生し、信号

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29


8 _______________________________________________________________________________________

端子説明 ___________________________________________________________________

R3

IN

R3 = R1 R2

R1 R2

MAX4291MAX4292MAX4294

R3

R3 = R1 R2

R1 R2


IN

図1a. 入力バイアス電流によるオフセット誤差の最小化(非反転)

図1b. 入力バイアス電流によるオフセット誤差の最小化(反転)

MAX4292MAX4291

µMAX/SO UCSPMAX4294

1 — — — IN+

2 4 C2 11 VEE

3 — — — IN-

4 — — — OUT

5 8 A2 4 VCC

— 1, 7 A1, A3 1, 7 OUTA, OUTB

— 2, 6 B1, B3 2, 6 INA-, INB-

— 3, 5 C1, C3 3, 5 INA+, INB+

— — — 8, 14 OUTC, OUTD

— — — 9, 13 INC-, IND-

— — — 10, 12 INC+, IND+

非反転入力

負電源。単一電源動作時はグランドに接続して下さい。

反転入力

アンプ出力

正電源

アンプA及びBの出力

アンプA及びBの反転入力

アンプA及びBの非反転入力

アンプC及びDの反転入力

アンプC及びDの非反転入力

アンプC及びDの出力

端子名称機能

応答が十分ダンピングできなくなります。この場合、入力容量を低減するか、フィードバック抵抗に小さなコンデンサを配置すると応答性が向上します。

MAX4291/MAX4292/MAX4294ファミリの入力は、10.6kΩの内部直列抵抗、及び入力の間のバックトゥバックトリプルダイオードスタックによって大きな差動入力電圧から保護されています(図2)。1.8Vよりもかなり低い差動入力電圧では、入力抵抗は通常0.75MΩです。1.8Vを超える差動入力電圧では、入力抵抗は約21.2kΩで、入力バイアス電流は次式で概算できます。

差動入力電圧が1.8Vに近づく領域では、ダイオードブロックが導電し始めるため、入力抵抗は0.75MΩから21.2kΩに急速に低下します。これに対しバイアス電流は、同じ曲線で増大します。

ユニティゲイン構成では、高いスルーレート入力信号がトリプルダイオードスタックを通じて出力に容量カップリングすることがあります。

レイルトゥレイル出力段

MAX4291/MAX4292/MAX4294の出力段は、2kΩまでの負荷を駆動しても、電源電圧範囲の46mV以内のスイングを維持します。図3は、単一±2.5V電源で駆動するユニティゲインバッファとして構成したMAX4291の出力電圧スイングを示しています。この構成における出力スイングは、100kΩで通常(VEE + 25mV)～(VCC - 2mV)です。

アプリケーション情報 _________________

電源の考慮

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、単一+1.8V～+5.5V電源(又はデュアル±0.9V～±2.75V電源)で動作し、1アンプ当たりの消費電流は僅か100µAとなっています。電源除去比は100dBと高くなっており、消滅過程のバッテリ電圧からアンプを直接駆動できるため、設計を簡易化できるだけでなく、バッテリ寿命も延長できます。

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、殆どのバッテリ駆動システムでの使用に適しています。表1は、様々な

I(V -1.8V)

21.2kBIASDIFF=

Ω

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4

_______________________________________________________________________________________________________ 9

表1. 標準バッテリシステムでのMAX4291の特性

OUT2.5V/div

IN2.5V/div

0

0

20µs/div

VCC = 2.5V, VEE = -2.5V

図3. レイルトゥレイル入出力電圧範囲

10.6kΩ

10.6kΩ IN-

IN+

図2. 入力保護回路


750YesNickel-Cadmium(2 cells)

1000YesLithium-Ion (1 cell)

1000YesNickel-Metal-Hydride (2 cells)

2000NoAlkaline (2 cells)

BATTERY TYPECAPACITY, AA SIZE

(mA-h)

2.4

3.5

2.4

3.0

1.8

2.7

1.8

1.8

VEND-OF-LIFE (V)VFRESH

(V)RECHARGE-

ABLE

7500

10,000

10,000

20,000

MAX4291 OPERATING TIME IN

NORMAL MODE(h)

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4

標準バッテリタイプと共に、初期の電圧、寿命末期の電圧、容量、及びMAX4291でのおおよその動作時間(標準条件下)を示しています。

アンプは温度範囲において単一電源で1.8Vまで動作することが完全に保証されていますが、実際にはこれよりも低い電圧の動作も可能です。図4及び図5は、それぞれ電源電圧及び温度の関数としてのオフセット電圧及び電源電流を示しています。

負荷駆動能力

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、温度範囲及び電源電圧範囲においてVCC/2に対し最大2kΩの抵抗性負荷を駆動することが完全保証されていますが、多くのアプリケーションではこれ以上の負荷を駆動すること

も可能です。アンプのレイルトゥレイル出力段は、VCCに対する負荷の駆動時は電流ソースとして、VEEに対する負荷の駆動時は電流シンクとして利用できます。この電流ソース/シンクの大きさは、電源電圧、周囲温度及びユニットのロット間の差によって異なります。

図6a及び図6bは、MAX4291/MAX4292/MAX4294ファミリの標準電流ソース及びシンク能力をそれぞれ電源電圧及び周囲温度の関数として示しています。グラフの曲線は、各電源電圧範囲の50mV、100mV、及び200mV以内で出力を駆動した場合の出力電流値を示しています。

例えば、単一電源+1.8V、動作温度TA= +25(CでMAX4291を駆動した場合、ソース電流はVCCの100mV

10 ______________________________________________________________________________________

SUPPLY VOLTAGE (V)

-700

-600

-650

-550

-500

-450

0 3.02.52.01.0 1.50.5 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

MAX4291OFFSET VOLTAGE vs. SUPPLY VOLTAGE

OFFS

ET V

OLTA

GE (µ

V)

TA = +25°C

TA = -40°C

TA = +85°CVCM = VCC/2

図4. オフセット電圧対電源電圧

0

60

20

40

80

100

120

140

0 2.0 2.5 3.01.00.5 1.5 3.5 4.5 5.04.0 5.5

SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIERvs. SUPPLY VOLTAGE

SUPPLY VOLTAGE (V)

SUPP

LY C

URRE

NT (µ

A)

TA = +85°CTA = -40°C

TA = +25°C

図5. 1アンプ当たりの電源電流対電源電圧

0

15

5

10

20

25

30

-55 5 20 35-25-40 -10 50 80 1109565 125

OUTPUT SOURCE CURRENT vs. TEMPERATURE

TEMPERATURE (°C)

OUTP

UT S

OURC

E CU

RREN

T (m

A)

VOH = VCC - VOUT VCC = 5.5V VOH = 200mV

VCC = 5.5V VOH = 50mV VCC = 1.8V

VOH = 100mV

VCC = 1.8V VOH = 200mV



図6a. 出力ソース電流対温度

VOL = VOUT - VEE

0

10

2

4

6

8

12

14

16

18

-55 5 20 35-25-40 -10 50 80 1109565 125

OUTPUT SINK CURRENT vs. TEMPERATURE

TEMPERATURE (°C)

OUTP

UT S

INK

CURR

ENT

(mA) VCC = 1.8V VOL = 200mV

VCC = 1.8V VOL = 50mV


VCC = 5.5V VOL = 100mV VCC = 1.8V

VOL = 100mV


図6b. 出力シンク電流対温度


以内までで3.5mAになり、次式で示すように、VEEに対して485Ωまでの負荷抵抗を駆動できます。

VCC/2に終端した場合(この場合は+0.9V)は、このアプリケーションで220kΩの負荷抵抗を駆動できます。

容量性負荷の駆動

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、100pFまでの負荷に対してユニティゲイン安定を示します(「標準動作特性」の Load Resistor vs. Capacitive Loadのグラフ参照)。これ以上の負荷駆動能力を必要とするアプリケーションでは、出力と容量性負荷間に絶縁抵抗を使用

して下さい(図7)。但し、この場合、分圧器と負荷抵抗によってRISOが形成されるため、利得精度が低下します。

電源バイパス及びレイアウト

MAX4291/MAX4292/MAX4294ファミリは、単一+1.8V～+5.5V電源又はデュアル±0.9V～±2.75V電源で動作します。単一電源動作では、電源を100nFコンデンサでVEE(この場合はGND)にバイパスして下さい。デュアル電源動作では、VCCとVEEの両方をそれぞれの100nFコンデンサでグランドにバイパスして下さい。

適切なプリント基板レイアウト技法を採用することにより、オペアンプの入力及び出力の浮遊容量を低減し、性能を最適化できます。浮遊容量を低減するには、外部部品をできるだけオペアンプの近くに配置し、トレースの長さと幅を最小にします。この場合、表面実装型部品が最適です。

MAX4291/MAX4292/MAX4294をコンパレータとして使用

MAX4291/MAX4292/MAX4294は動作アンプとして使用するよう最適化されていますが、レイルトゥレイル入出力コンパレータとしても使用できます。標準伝播遅延は、図8に示すように入力オーバドライブ電圧に依存します。出力発振は、外部ヒステリシスによって最小に抑えることができます。出力電圧の状態が変化すると、図9に示す順方向フィードバック回路によって入力スレッショルドが変化します。2つのスレッショルドを使用することにより、次式で計算できるヒステリシス帯域が生まれます。

R(1.8V 0.1V)

3.5mA 485 to VL EE=

−=

Ω

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29



______________________________________________________________________________________ 11

RISO

CLRLMAX4291MAX4292MAX4294

AV = RL

≈ 1 RL + RISO

OUT

IN

図7a. オペアンプから容量性負荷を絶縁するための抵抗の使用

OUT

IN0

100mV

0

100mV

10µs/divVCC = 2.4V, RL = 2kΩ TO VEE, CL = 1000pF

図7b. 絶縁抵抗を使用しなかった時のパルス応答

OUT

IN

0

100mV

0

100mV

10µs/divVCC = 2.4V, RL = 2kΩ TO VEE, CL = 1000pF, RISO = 100Ω

図7c. 絶縁抵抗(100Ω)を使用した時のパルス抵抗

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4

コンパレータの出力が低いと、電源電流が増加します。出力段には出力電流を監視するためのバイアス回路が備わっています。アンプをコンパレータとして使用すると、出力段がオーバドライブ駆動され、バイアス回路を通る電流が最大に達します。 MAX4291では、標準電源電流はVCC = 1.8Vの時に1.5mAまで増加し、VCC =5.0Vの時に9mAまで増加します(図10)。

MAX4291/MAX4292/MAX4294を低電力電流モニタとして使用

MAX4291/MAX4292/MAX4294は、2セルのバッテリスタックで駆動するアプリケーションに理想的です。図11は、2セルバッテリスタックの電流監視用としてMAX4291を使用したアプリケーション回路を示しています。この回路は電流負荷を適用し、バッテリ端子における電圧降下を検出します。

フィードバックループはオペアンプを含んでいるため、バッテリスタックの負荷側の電圧はQ1のエミッタの電圧と等しくなります。負荷電流が増加すると、R1とR2の間の電圧降下が増大します。このため、R2はPNPトランジスタのエミッタに流れる負荷電流の一部(R1と

R2の比によって設定)を提供します。PNPベース電流を無視すると、この電流がR3に流れ、負荷電流に比例するグランドリファレンス電圧を発生させます。誤差を最小にするには、オペアンプのVOSに対して十分な電圧降下が得られるようにR1を設定して下さい。

アプリケーションの出力電圧は、次式で求めることができます。

V IR1R2

R3OUT LOAD = ×⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥

×

12 ______________________________________________________________________________________

0 60 9020 3010 40 50 8070 100

PROPAGATION DELAY vs. INPUT OVERDRIVE

VOD (mV)

10

100

1000

t PD

(µs)

tPD+, VCC = 5.5V

tPD-, VCC = 5.5V

tPD+, VCC = 1.8VtPD-, VCC = 1.8V

図8. 伝播遅延対入力オーバドライブ

R2

R1

VSIG

OUTPUT

INPUT

VOH

VOL

VEE = GND

VCC

VOUT

RHYST

VEE = GND


HYSTERESIS

VLO

VHI

VREF

図9. ヒステリシスコンパレータ回路

0

6

2

4

8

10

12

0 2.0 2.5 3.01.00.5 1.5 3.5 4.5 5.04.0 5.5

MAXIMUM SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIER vs. SUPPLY VOLTAGE

SUPPLY VOLTAGE (V)

MAX

IMUM

SUP

PLY

CURR

ENT

(mA)

COMPARATOR CONFIGURATION VIN+ = (VIN-) - 100mV

図10. 1アンプ当たりの最大電源電流対電源電圧

V V V

V 1 R1R2

R1

R V

V V R1

R V

HYST HI LO

HIHYST

REF

LO HIHYST

CC

= −

= + +⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

= −⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟


MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29



______________________________________________________________________________________ 13

1V出力で50mAの負荷電流の場合、抵抗器の選択はR1= 2Ω、R2 = 100kΩ、R3 = 1MΩとなります。

UCSP情報 __________________________

レイアウトの問題

寄生容量を小さくするために、ICのレイアウト設計はできるだけコンパクトになるようにしてください。このチップスケールICパッケージはバンプピッチが0.5mmで、バンプの径が0.3mmです。したがって、半田パッドのサイズは0.25mm、半田マスク開口部は0.33mmにして、半田パッドが0.5mmの中心になるように間隔を取ってください。円形または四角のパッドが許容されます。グランドピンにできるだけ近いところで複数のビアを裏面グランドプレーンに打ってください。

コンデンサはICの電源電圧ピンの出切るだけ近くに配置してください。これらのコンデンサのグランド端をICのGNDピンの近くに配置し、信号電流のリターンパスをローインピーダンスにしてください。

プロトタイプチップの実装

プリント基板上のアライメントキー(チップが実装される部分の周囲)は、プロトタイプの実装工程で役に立ちます。このチップは、他の部品を載せる前に基板上に並べることが望ましいと言えます。その後、半田が溶けるまで基板を加熱板または熱面に置きます。チップの位置が変わらないように基板を加熱板から取り外し、室温で冷却している間は、基板を次の工程に移さないでください。

UCSP信頼性

チップスケールパッケージは独特のパッケージ形状をしており、従来の機械的ストレス信頼性試験では通常のパッケージ製品と同じような性能が発揮されないことがあります。UCSPの信頼性はユーザのアセンブリ方法、回路基板の材料、および使用環境と密接な関係があります。チップスケールパッケージの使用を考慮される方は、これらの分野を注意して検討してください。

動作寿命試験による性能および耐湿性については一切妥協していません。ウェハ製造工程が信頼性を決定付ける主要因です。機械的ストレス性能が、チップスケールパッケージにとってさらに重要な考慮点となります。チップスケールパッケージはプリント基板に直接半田実装で取り付けるため、パッケージ製品のリードフレームに特有のストレス緩和がありません。半田接合部の接触が完全であることを確実に行ってください。製品には総合的な信頼性試験が行われており、請求があれば提供可能です。結論として、UCSPは環境ストレスに対して信頼性の高い性能を発揮します。

マーキング情報

R1

ILOAD

R2

VCC

VEE

R3

VOUT

Q1

MAX4291

図11. 2セルバッテリスタック用電流モニタ

AAAAAA

ORIENTATIONPRODUCT ID CODELOT CODE

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29


14 ______________________________________________________________________________________

VEE

OUTIN-

1 5 VCCIN+

SC70/SOT23

TOP VIEW

2

3 4 VEE

OUTB

OUTA

INB-

INB+

VCC

INA+

INA-

µMAX/SO

1

2

8

7

3

4

6

5

MAX4292MAX4291

OUTA

OUTB

OUTD

OUTC

VCC

INA+

INB+

IND+

INC+

INA-

INB-

IND-

INC-

VEE

1

5

6

7

MAX4294

TSSOP/SO

2

3

4

14

10

9

8

13

12

11

端子説明 ___________________________________________________________________

チップ情報 __________________________MAX4291 TRANSISTOR COUNT: 149

MAX4292 TRANSISTOR COUNT: 356

MAX4294 TRANSISTOR COUNT: 747

PROCESS: BiCMOS

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29



______________________________________________________________________________________ 15

パッケージ _________________________________________________________________(このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、japan.maxim-ic.com/packagesをご参照下さい。)

SO

T-23

5L

.EP

S

E1

121-0057

PACKAGE OUTLINE, SOT-23, 5L

SC

70, 5

L.E

PS

PACKAGE OUTLINE, 5L SC70

21-0076 11

C

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29


16 ______________________________________________________________________________________

パッケージ(続き) ____________________________________________________________(このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、japan.maxim-ic.com/packagesをご参照下さい。)

8LU

MA

XD

.EP

S

PACKAGE OUTLINE, 8L uMAX/uSOP

11

21-0036 JREV.DOCUMENT CONTROL NO.APPROVAL

PROPRIETARY INFORMATION

TITLE:

MAX0.043

0.006

0.014

0.120

0.120

0.198

0.026

0.007

0.037

0.0207 BSC

0.0256 BSC

A2 A1

ce

b

A

L

FRONT VIEW SIDE VIEW

E H

0.6±0.1

0.6±0.1

Ø0.50±0.1

1

TOP VIEW

D

8

A2 0.030

BOTTOM VIEW

16∞

S

b

L

HE

De

c

0∞

0.010

0.116

0.116

0.188

0.016

0.005

84X S

INCHES

-

A1

A

MIN

0.002

0.950.75

0.5250 BSC

0.25 0.36

2.95 3.05

2.95 3.05

4.78

0.41

0.65 BSC

5.03

0.66

6∞0∞

0.13 0.18

MAXMIN

MILLIMETERS

- 1.10

0.05 0.15

α

α

DIM

TSS

OP

4.40

mm

.EP

S

PACKAGE OUTLINE, TSSOP 4.40mm BODY

21-0066 11

G

Note: The MAX4292 does not have an exposed pad.

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29



______________________________________________________________________________________ 17

パッケージ(続き) ____________________________________________________________(このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、japan.maxim-ic.com/packagesをご参照下さい。)

SO

ICN

.EP

S

PACKAGE OUTLINE, .150" SOIC

11

21-0041 BREV.DOCUMENT CONTROL NO.APPROVAL

PROPRIETARY INFORMATION

TITLE:

TOP VIEW

FRONT VIEW

MAX

0.010

0.069

0.019

0.157

0.010

INCHES

0.150

0.007

E

C

DIM

0.014

0.004

B

A1

MIN

0.053A

0.19

3.80 4.00

0.25

MILLIMETERS

0.10

0.35

1.35

MIN

0.49

0.25

MAX

1.75

0.0500.016L 0.40 1.27

0.3940.386D

D

MINDIM

D

INCHES

MAX

9.80 10.00

MILLIMETERS

MIN MAX

16 AC

0.337 0.344 AB8.758.55 14

0.189 0.197 AA5.004.80 8

N MS012

N

SIDE VIEW

H 0.2440.228 5.80 6.20

e 0.050 BSC 1.27 BSC

C

HE

e B A1

A

D

0∞-8∞L

1

VARIATIONS:

MA

X4

29

1/M

AX

42

92

/MA

X4

29

4超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペアンプパッケージ(続き) ____________________________________________________________(このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、japan.maxim-ic.com/packagesをご参照下さい。)

9LU

CS

P, 3

x3.E

PS

I1

121-0093

PACKAGE OUTLINE, 3x3 UCSP

169-0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル）TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149

マキシムは完全にマキシム製品に組込まれた回路以外の回路の使用について一切責任を負いかねます。回路特許ライセンスは明言されていません。マキシムは随時予告なく回路及び仕様を変更する権利を留保します。

18 ____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600

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超小型、+1.8V、超低電力、 レイルトゥレイル入出力オペア …...4 _____ MAX4291/MAX4292/MAX4294 超小型、+1.8V、超低電力、 レイルトゥレイル入出力オペアンプ

超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペア …...4 _____ MAX4291/MAX4292/MAX4294 超小型、+1.8V、超低電力、レイルトゥレイル入出力オペアンプ