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1 nV/√Hz低消費電力
レールtoレール出力アンプ
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A
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。 ※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
特長 低い広帯域ノイズ
1 nV/√Hz
2.8 pA/√Hz
低い 1/f ノイズ: 10 Hz で 2.4 nV/√Hz
低歪み: 100 kHz、VOUT = 2 V p-p で−115 dBc
低消費電力:アンプあたり 3 mA
低入力オフセット電圧: 最大 0.5 mV
高速動作
−3 dB 帯域幅: 230 MHz (G = +1)
スルーレート: 120 V/µs
0.1%へのセトリング・タイム: 45 ns
レール to レール出力
広い電源範囲: 3 V～10 V
ディスエーブル機能 (ADA4897-1/ADA4897-2)
アプリケーション 低ノイズ・プリアンプ
超音波アンプ
PLL ループ・フィルタ
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
高性能 ADC ドライバ
DAC バッファ
概要 ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2はユニティ・ゲイン安定動作、
低ノイズ、レールtoレール出力の高速電圧帰還型アンプで、静
止電流はわずか 3mAです。ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は、10 Hzで 2.4 nV/√Hzの 1/fノイズおよび 2 MHzで−80 dBcのス
プリアスフリー・ダイナミックレンジを持つため、超音波、低
ノイズ・プリアンプ、高性能ADCドライバなどの種々のアプリ
ケーションに最適なソリューションになっています。アナロ
グ・デバイセズ社独自の次世代SiGeバイポーラ・プロセスと革
新的なアーキテクチャにより、このような高性能のアンプが可
能になりました。
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は、230 MHzの帯域幅、120 V/μsのスルーレート、そして 0.1%に 45nsで到達するセトリング
時間を備えています。ADA4896-2/ ADA4897-1/ADA4897-2は、
3 V～10 Vの広い電源電圧範囲を持つため、広いダイナミックレ
ンジ、高精度、低消費電力、高速を必要とするシステムに最適な
選択肢です。
ADA4896-2は、8ピンLFCSPパッケージまたは 8ピンMSOPパッ
ケージをを採用しています。ADA4897-1は 8 ピンSOICパッケー
ジまたは 6 ピンSOT-23 パッケージを、ADA4897-2は 10ピン MSOP パッケージを、それぞれ採用しています。ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は、-40°C～+125°Cの拡張工業温度範囲
で動作します。
機能ブロック図
NC 1
–IN 2
+IN 3
–VS 4
8
+VS7
OUT6
NC5
094
47
-101
DISABLE
図 1.8 ピン SOIC (ADA4897-1)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
FREQUENCY (Hz)
1 10 100 1k 10k 100k 1M 5M
VO
LT
AG
E N
OIS
E (
nV
/√H
z)
09
447
-10
2
VS = ±5V
図 2.電圧ノイズの周波数特性
表 1.その他の低ノイズ・アンプ
VN (nV/√Hz) Supply
Part No. At 1 kHz At 100 kHz BW (MHz) Voltage (V)
AD797 0.9 0.9 8 10 to 30
AD8021 5 2.1 490 5 to 24
AD8099 3 0.95 510 5 to 12
AD8045 6 3 1000 3.3 to 12
ADA4899-1 1.4 1 600 5 to 12
ADA4898-1/ ADA4898-2
0.9 0.9 65 10 to 32
表 2.相補 ADC
Part No. Bits Speed (MSPS) Power (mW)
AD7944 14 2.5 15.5
AD7985 16 2.5 15.5
AD7986 18 2 15
日本語参考資料 最新版英語データシートはこちら
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
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目次 特長......................................................................................................1 アプリケーション ..............................................................................1 概要......................................................................................................1 機能ブロック図 ..................................................................................1 改訂履歴 ..............................................................................................2 仕様......................................................................................................3
±5 V 電源 .........................................................................................3 +5 V 電源 .........................................................................................4 +3 V 電源 .........................................................................................6
絶対最大定格 ......................................................................................8 熱抵抗 ..............................................................................................8 最大消費電力 ..................................................................................8 ESD の注意......................................................................................8
ピン配置およびピン機能説明 ..........................................................9 代表的な性能特性 ............................................................................11
動作原理............................................................................................ 17 アンプ説明.................................................................................... 17 入力保護........................................................................................ 17 ディスエーブル動作 .................................................................... 17 DC 誤差 ......................................................................................... 18 バイアス電流の相殺 .................................................................... 18 ノイズに対する注意事項 ............................................................ 19 容量駆動........................................................................................ 19
アプリケーション情報 .................................................................... 20 代表的な性能値 ............................................................................ 20 低ノイズの可変ゲイン・アンプ ................................................ 21 医用超音波アプリケーション .................................................... 22 レイアウト時の考慮事項 ............................................................ 24
外形寸法............................................................................................ 25 オーダー・ガイド ........................................................................ 27
改訂履歴 10/11—Rev. 0 to Rev. A
Added ADA4897-2 and 10-Lead MSOP ................................ Universal Change to Table 1 .................................................................................1 Changes to Table 3 ...............................................................................3 Changes to Table 4 ...............................................................................4 Changes to Table 5 ...............................................................................6 Changes to Table 7 and Figure 3...........................................................8 Changes to Figure 4, Table 8, and Table 9 ............................................9 Added Figure 8 and Table 10; Renumbered Sequentially ...................10 Changed Summary Statement for Typical Performance Characteristics Section................................................................................................ 11 Changes to Figure 18..........................................................................12 Change to Figure 20 ...........................................................................12 Change to Figure 26; Moved Figure 26..............................................13 Changes to Figure 37..........................................................................15
Changes to Amplifier Description Section, Disable Operation Section, Figure 44, and Figure 45 .................................................................... 17 Added Bias Current Cancellation Section, Figure 47, Table 11, and Table 12........................................................................ 18 Changes to Table 13 ........................................................................... 20 Changes to Low Noise, Gain Selectable Amplifier Section and Figure 52...................................................................................... 21 Deleted Figure 51............................................................................... 22 Changes to Power Supply Bypassing Section .................................... 24 Moved Figure 57 ................................................................................ 25 Moved Figure 58 ................................................................................ 26 Added Figure 60................................................................................. 27 Changes to Ordering Guide ................................................................ 27
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データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
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仕様
±5 V 電源 特に指定がない限り、TA = 25°C、G = +1、RL = 1 kΩ (グラウンドへ接続)。
表 3.
Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
−3 dB Bandwidth G = +1, VOUT = 0.02 V p-p 230 MHz
G = +1, VOUT = 2 V p-p 30 MHz
G = +2, VOUT = 0.02 V p-p 90 MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness G = +2, VOUT = 2 V p-p, RL = 100 Ω 7 MHz
Slew Rate G = +2, VOUT = 6 V step 120 V/µs
Settling Time to 0.1% G = +2, VOUT = 2 V step 45 ns
Settling Time to 0.01% G = +2, VOUT = 2 V step 90 ns
NOISE/HARMONIC PERFORMANCE
Harmonic Distortion (SFDR) VOUT = 2 V p-p
fC = 100 kHz −115 dBc
fC = 1 MHz −93 dBc
fC = 2 MHz −80 dBc
fC = 5 MHz −61 dBc
Input Voltage Noise f = 10 Hz 2.4 nV/√Hz
f = 100 kHz 1 nV/√Hz
Input Current Noise f = 10 Hz 11 pA/√Hz
f = 100 kHz 2.8 pA/√Hz
0.1 Hz to 10 Hz Noise G = +101, RF = 1 kΩ, RG = 10 Ω 99 nV p-p
DC PERFORMANCE
Input Offset Voltage −500 −28 +500 µV
Input Offset Voltage Drift 0.2 µV/°C
Input Bias Current −17 −11 −4 µA
Input Bias Current Drift 3 nA/°C
Input Bias Offset Current −0.6 −0.02 +0.6 µA
Open-Loop Gain VOUT = −4 V to +4 V 100 110 dB
INPUT CHARACTERISTICS
Input Resistance
Common-Mode 10 MΩ
Differential 10 kΩ
Input Capacitance
Common-Mode 3 pF
Differential 11 pF
Input Common-Mode Voltage Range −4.9 to +4.1 V
Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) VCM = −2 V to +2 V −92 −120 dB
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Overdrive Recovery Time VIN = ±5 V, G = +2 81 ns
Output Voltage Swing
Positive RL = 1 kΩ 4.85 4.96 V
RL = 100 Ω 4.5 4.73 V
Negative RL = 1 kΩ −4.85 −4.97 V
RL = 100 Ω −4.5 −4.84 V
Output Current SFDR = −45 dBc 80 mA
Short-Circuit Current Sinking/sourcing 135 mA
Capacitive Load Drive 30% overshoot, G = +2 39 pF
POWER SUPPLY
Operating Range 3 to 10 V
Quiescent Current per Amplifier 2.8 3.0 3.2 mA
DISABLE = −5 V 0.13 0.25 mA
Power Supply Rejection Ratio (PSRR)
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
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Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
Positive +VS = 4 V to 6 V, −VS = −5 V −96 −125 dB
Negative +VS = 5 V, −VS = −4 V to −6 V −96 −121 dB
DISABLE PIN ( / ) ADA4897-1 ADA4897-2
DISABLE Voltage Enabled >+VS − 0.5 V
Disabled <+VS − 2 V
Input Current
Enabled DISABLE = +5 V −1.2 µA
Disabled DISABLE = −5 V −40 µA
Switching Speed
Enabled 0.25 µs
Disabled 12 µs
+5 V電源 特に指定がない限り、TA = 25°C、G = +1、RL = 1 kΩ (電源中心に接続)。
表 4.
Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
−3 dB Bandwidth G = +1, VOUT = 0.02 V p-p 230 MHz
G = +1, VOUT = 2 V p-p 30 MHz
G = +2, VOUT = 0.02 V p-p 90 MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness G = +2, VOUT = 2 V p-p, RL = 100 Ω 7 MHz
Slew Rate G = +2, VOUT = 3 V step 100 V/µs
Settling Time to 0.1% G = +2, VOUT = 2 V step 45 ns
Settling Time to 0.01% G = +2, VOUT = 2 V step 95 ns
NOISE/HARMONIC PERFORMANCE
Harmonic Distortion (SFDR) VOUT = 2 V p-p
fC = 100 kHz −115 dBc
fC = 1 MHz −93 dBc
fC = 2 MHz −80 dBc
fC = 5 MHz −61 dBc
Input Voltage Noise f = 10 Hz 2.4 nV/√Hz
f = 100 kHz 1 nV/√Hz
Input Current Noise f = 10 Hz 11 pA/√Hz
f = 100 kHz 2.8 pA/√Hz
0.1 Hz to 10 Hz Noise G = +101, RF = 1 kΩ, RG = 10 Ω 99 nV p-p
DC PERFORMANCE
Input Offset Voltage −500 −30 +500 µV
Input Offset Voltage Drift 0.2 µV/°C
Input Bias Current −17 −11 −4 µA
Input Bias Current Drift 3 nA/°C
Input Bias Offset Current −0.6 −0.02 +0.6 µA
Open-Loop Gain VOUT = 0.5 V to 4.5 V 97 110 dB
INPUT CHARACTERISTICS
Input Resistance
Common-Mode 10 MΩ
Differential 10 kΩ
Input Capacitance
Common-Mode 3 pF
Differential 11 pF
Input Common-Mode Voltage Range 0.1 to 4.1 V
Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) VCM = 1 V to 4 V −91 −118 dB
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 5/27 －
Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Overdrive Recovery Time VIN = 0 V to 5 V, G = +2 96 ns
Output Voltage Swing
Positive RL = 1 kΩ 4.85 4.98 V
RL = 100 Ω 4.8 4.88 V
Negative RL = 1 kΩ 0.15 0.014 V
RL = 100 Ω 0.2 0.08 V
Output Current SFDR = −45 dBc 70 mA
Short-Circuit Current Sinking/sourcing 125 mA
Capacitive Load Drive 30% overshoot, G = +2 39 pF
POWER SUPPLY
Operating Range 3 to 10 V
Quiescent Current per Amplifier 2.6 2.8 2.9 mA
DISABLE = 0 V 0.05 0.18 mA
Power Supply Rejection Ratio (PSRR)
Positive +VS = 4.5 V to 5.5 V, −VS = 0 V −96 −123 dB
Negative +VS = 5 V, −VS = −0.5 V to +0.5 V −96 −121 dB
DISABLE PIN ( / ) ADA4897-1 ADA4897-2
DISABLE Voltage Enabled >+VS − 0.5 V
Disabled <+VS − 2 V
Input Current
Enabled DISABLE = +5 V −1.2 µA
Disabled DISABLE = 0 V −20 µA
Switching Speed
Enabled 0.25 µs
Disabled 12 µs
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 6/27 －
+3 V電源 特に指定がない限り、TA = 25°C、G = +1、RL = 1 kΩ (電源中心に接続)。
表 5.
Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
−3 dB Bandwidth G = +1, VOUT = 0.02 V p-p 230 MHz
G = −1, VOUT = 1 V p-p 45 MHz
G = +2, VOUT = 0.02 V p-p 90 MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness G = +2, VOUT = 2 V p-p, RL = 100 Ω 7 MHz
Slew Rate G = +2, VOUT = 1 V step 85 V/µs
Settling Time to 0.1% G = +2, VOUT = 2 V step 45 ns
Settling Time to 0.01% G = +2, VOUT = 2 V step 96 ns
NOISE/HARMONIC PERFORMANCE
Harmonic Distortion (SFDR) fC = 100 kHz, VOUT = 2 V p-p, G = +2 −105 dBc
fC = 1 MHz, VOUT = 1 V p-p, G = −1 −84 dBc
fC = 2 MHz, VOUT = 1 V p-p, G = −1 −77 dBc
fC = 5 MHz, VOUT = 1 V p-p, G = −1 −60 dBc
Input Voltage Noise f = 10 Hz 2.3 nV/√Hz
f = 100 kHz 1 nV/√Hz
Input Current Noise f = 10 Hz 11 pA/√Hz
f = 100 kHz 2.8 pA/√Hz
0.1 Hz to 10 Hz Noise G = +101, RF = 1 kΩ, RG = 10 Ω 99 nV p-p
DC PERFORMANCE
Input Offset Voltage −500 −30 +500 µV
Input Offset Voltage Drift 0.2 µV/°C
Input Bias Current −17 −11 −4 µA
Input Bias Current Drift 3 nA/°C
Input Bias Offset Current −0.6 −0.02 +0.6 µA
Open-Loop Gain VOUT = 0.5 V to 2.5 V 95 108 dB
INPUT CHARACTERISTICS
Input Resistance
Common-Mode 10 MΩ
Differential 10 kΩ
Input Capacitance
Common-Mode 3 pF
Differential 11 pF
Input Common-Mode Voltage Range 0.1 to 2.1 V
Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) VCM = 1.1 V to 1.9 V −90 −124 dB
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Overdrive Recovery Time VIN = 0 V to 3 V, G = +2 83 ns
Output Voltage Swing
Positive RL = 1 kΩ 2.85 2.97 V
RL = 100 Ω 2.8 2.92 V
Negative RL = 1 kΩ 0.15 0.01 V
RL = 100 Ω 0.2 0.05 V
Output Current SFDR = −45 dBc 60 mA
Short-Circuit Current Sinking/sourcing 120 mA
Capacitive Load Drive 30% overshoot, G = +2 39 pF
POWER SUPPLY
Operating Range 3 to 10 V
Quiescent Current per Amplifier 2.5 2.7 2.9 mA
DISABLE = 0 V 0.035 0.15 mA
Power Supply Rejection Ratio (PSRR)
Positive +VS = 2.7 V to 3.7 V, −VS = 0 V −96 −121 dB
Negative +VS = 3 V, −VS = −0.3 V to +0.7 V −96 −120 dB
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 7/27 －
Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
DISABLE PIN ( / ) ADA4897-1 ADA4897-2
DISABLE Voltage Enabled >+VS − 0.5 V
Disabled <−VS + 2 V
Input Current
Enabled DISABLE = +3 V −1.2 µA
Disabled DISABLE = 0 V −15 µA
Switching Speed
Enabled 0.25 µs
Disabled 12 µs
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 8/27 －
絶対最大定格 表 6.
Parameter Rating
Supply Voltage 11 V
Power Dissipation See Figure 3
Common-Mode Input Voltage −VS − 0.7 V to +VS + 0.7 V
Differential Input Voltage 0.7 V
Storage Temperature Range −65°C to +125°C
Operating Temperature Range −40°C to +125°C
Lead Temperature (Soldering 10 sec) 300°C
Junction Temperature 150°C
静止消費電力は、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。
PD =静止消費電力+ (合計駆動電力-負荷消費電力)
L
OUT
L
OUTSSSD R
V
R
VVIVP
2
2
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。rms 信号レベルが不確定の場合は、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。
L
SSSD R
VIVP
24/
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。
-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。
空気流があると放熱効果が良くなり θJAが小さくなります。さら
に、メタル・パターン、スルー・ホール、グラウンド・プレー
ン、電源プレーンとパッケージ・ピン/エクスポーズド・パッド
が直接接触する場合、これらのメタルによっても θJAが小さくな
ります。
熱抵抗 θJAはワーストケース条件で規定します。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を規定します。表 7 にADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2のθJAを示します。
図 3 に、4 層 JEDEC 標準ボードを使った場合のパッケージ最大
安全消費電力対周囲温度を示します。θJA値は近似値です。 表 7.熱抵抗
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
–45 –35 –25 –15 –5 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125
MA
XIM
UM
PO
WE
R D
ISS
IPA
TIO
N (
W)
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
8-LEAD SOIC
8-LEAD LFCSP
TJ = 150°C
094
47-0
53
8-LEAD MSOP
6-LEAD SOT-23
10-LEAD MSOP
Package Type θJA Unit
8-Lead Dual MSOP (ADA4896-2) 222 °C/W
8-Lead Dual LFCSP (ADA4896-2) 61 °C/W
8-Lead Single SOIC (ADA4897-1) 133 °C/W
6-Lead Single SOT-23 (ADA4897-1) 306 °C/W
10-Lead Dual MSOP (ADA4897-2) 210 °C/W
最大消費電力 ADA4896-2/ ADA4897-1/ADA4897-2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。約
150°Cのガラス転移温度で、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、ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2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。175C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、性能低下または故障
の原因になることがあります。
図 3.最大消費電力の温度特性、4 層ボード
ESDの注意 パッケージ内の消費電力 (PD)は、静止消費電力とADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2 出力での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。
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。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 9/27 －
ピン配置およびピン機能説明
NOTES1. THE EXPOSED PAD CAN BE
CONNECTED TO GND ORPOWER PLANES, OR IT CANBE LEFT FLOATING. 09
447-
022
ADA4896-2
3+IN1
4–VS
1OUT1
2–IN1
6 –IN2
5 +IN2
8 +VS
7 OUT2
図 4.8 ピン LFCSP のピン配置
094
47-0
02
OUT1 1
–IN1 2
+IN1 3
–VS 4
+VS8
OUT27
–IN26
+IN25
ADA4896-2
TOP VIEW(Not to Scale)
図 5.8 ピン MSOP のピン配置
表 8.ADA4896-2のピン機能説明
ピン番号 記号 説明
1 OUT1 出力 1。
2 −IN1 反転入力 1。
3 +IN1 非反転入力 1。
4 −VS 負電源。
5 +IN2 非反転入力 2。
6 −IN2 反転入力 2。
7 OUT2 出力 2。
8 +VS 正電源。
EPAD エクスポーズド・パッド(LFCSP の場合)エクスポーズド・パッドは GND プレーンまたは電源プレーンに
接続するか、フローティングのままにすることができます。
NC 1
–IN 2
+IN 3
–VS 4
8
+VS7
OUT6
NC5ADA4897-1
09
44
7-0
16
DISABLE
NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
図 6.8 ピン SOIC のピン配置
ADA4897-1
OUT 1
–VS 2
+IN 3
+VS6
5
–IN4
09
44
7-0
17
DISABLE
図 7.6 ピン SOT-23 のピン配置
表 9.ADA4897-1のピン機能説明
ピン番号
SOIC SOT-23 記号 説明
1、5 N/A NC 未接続。これらのピンには何も接続しないでください。
2 4 −IN 反転入力。
3 3 +IN 非反転入力。
4 2 −VS 負の電源。
6 1 OUT 出力。
7 6 +VS 正の電源。
8 5 DISABLE ディスエーブル。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 10/27 －
OUT1 1
–IN1 2
+IN1 3
–VS 4
DISABLE1 5
+VS10
OUT29
–IN28
+IN27
DISABLE26ADA4897-2
094
47-0
69
図 8.10 ピン MSOP のピン配置
表 10.ADA4897-2のピン機能説明
ピン番号 記号 説明
1 OUT1 出力 1。
2 −IN1 反転入力 1。
3 +IN1 非反転入力 1。
4 −VS 負の電源。
5 DISABLE1 ディスエーブル 1。
6 DISABLE2 ディスエーブル 2。
7 +IN2 非反転入力 2。
8 −IN2 反転入力 2。
9 OUT2 出力 2。
10 +VS 正の電源。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 11/27 －
代表的な性能特性 特に指定がない限り、RL = 1 kΩ。G = +1 の場合、RF = 0 Ω。その他の場合、RF = 249 Ω。
–5
–4
–3
–2
–1
0
1
2
0.1 1 10 100 500
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = ±5VG = +1
20mV p-p
2V p-p
400mV p-p
100mV p-p
094
47-0
08
–6
–5
–4
–3
–2
–1
0
1
2
0.1 1 10 100 300
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VVOUT = 20mV p-p
G = –1 ORG = +2
G = +10
G = +1
094
47-0
10
図 9.ゲイン対小信号周波数応答 図 12.様々な出力電圧での周波数応答
–0.3
–0.2
–0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.1 1 10 50
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VVOUT = 2V p-pG = +2RL = 1kΩ
RF = RG = 249Ω
RF = RG = 100Ω
RF = RG = 49.9Ω
09
44
7-0
61
–5
–4
–3
–2
–1
0
1
2
0.1 1 10 100 500
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
G = +1VOUT = 20mV p-p
VS = +5V
VS = ±5V
VS = +3V
0944
7-00
5
図 13.選択した RF 値での 0.1 dB 帯域幅 図 10.電源電圧対小信号周波数応答
–6
–5
–4
–3
–2
–1
0
1
2
0.1 1 10 100
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VVOUT = 2V p-p G = –1
G = +1
G = +10
09
44
7-0
06
–5
–4
–3
–2
–1
0
1
2
100k 1M 10M 100M 1G
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (Hz)
VS = +5VG = +1VOUT = 20mV p-p
+125°C
+25°C
–40°C
09
44
7-0
38
図 14.ゲイン対大信号周波数応答 図 11.小信号周波数応答の温度特性
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 12/27 －
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
0.1 1 10 100
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VG = +2RL = 100ΩVOUT = 20mV p-p
CL = 0pF
CL = 20pF
CL = 39pF
094
47-0
07
図 15.容量負荷対小信号周波数応答
–50
FREQUENCY (MHz)
0.1 1 5
–60
–70
–90
–80
–100
–110
–120
RL = 100Ω, THIRD
RL = 1kΩ, SECOND
RL = 1kΩ, THIRD
RL = 100Ω, SECOND
DIS
TO
RT
ION
(d
Bc)
094
47-0
21
VS = +5VVOUT = 2V p-pG = +1
図 16.高調波歪みの周波数特性、G = +1
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
–40
0.1 1
DIS
TO
RT
ION
(d
Bc)
5
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VVOUT = 2V p-pG = +5
RL = 1kΩ, SECOND
RL = 1kΩ, THIRD
RL = 100Ω, THIRD
RL = 100Ω, SECOND
09
44
7-0
41
図 17.高調波歪みの周波数特性、G = +5
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
–30
–40
0.1 1
DIS
TO
RT
ION
(d
Bc)
5
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VVOUT = 2V p-pG = +10
RL = 1kΩ, SECOND
RL = 1kΩ, THIRD
RL = 100Ω, SECOND
09
44
7-0
70
RL = 100Ω, THIRD
図 18.高調波歪みの周波数特性、G = +10
–50
FREQUENCY (MHz)
0.1 1 5
–60
–70
–80
–90
–100
–110
–120
094
47-0
26
DIS
TO
RT
ION
(d
Bc)
8V p-p, THIRD8V p-p, SECOND
4V p-p, SECOND4V p-p, THIRD
VS = ±5VG = +1RL = 1kΩ
2V p-p, SECOND2V p-p, THIRD
図 19.様々な出力電圧での高調波歪みの周波数特性
0.1 1 5–130
–120
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
DIS
TO
RT
ION
(d
Bc)
G = +2RL = 1kΩ
FREQUENCY (MHz)
VS = +3V,SECOND
VS = +3V,THIRD
VS = ±5V,THIRD
VS = +5V,SECOND
VS = +5V,THIRD
VS = ±5V,SECOND
094
47-0
45
図 20.様々な電源での高調波歪みの周波数特性
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 13/27 －
–240
–220
–200
–180
–160
–140
–120
–100
–80
–20
–10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
OP
EN
-LO
OP
GA
IN (
dB
)
FREQUENCY (Hz)
10k 100k 1M 10M 100M 1G
OP
EN
-LO
OP
PH
AS
E (
Deg
rees
)
PHASE
094
47-0
44
GAIN
図 21.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性
0
1
2
3
4
5
6
7
8
FREQUENCY (Hz)
1 10 100 1k 10k 100k 1M 5M
VO
LT
AG
E N
OIS
E (
nV
/√H
z)
0944
7-0
27
VS = ±5V
図 22.電圧ノイズの周波数特性
1
10
100
1 10 100
CU
RR
EN
T N
OIS
E (
pA
/√H
z)
FREQUENCY (Hz)
1k 10k 100k 1M 5M
VS = ±5V
09
44
7-0
60
図 23.電流ノイズの周波数特性
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
–600 –400 –200 0 200 400 600 800 1000
NU
MB
ER
OF
PA
RT
S
OFFSET VOLTAGE DRIFT DISTRIBUTION (nV/°C)
VS = ±5V100 UNITSσ = 309.2µV/°C
0944
7-06
6
図 24.入力オフセット電圧ドリフトの分布
–10
0
10
OU
TP
UT
VO
LT
AG
E (
mV
)G = +1VOUT = 20mV p-pTIME = 100ns/DIV
VS = +5VVS = +3V
VS = ±5V
094
47-0
50
図 25.様々な電源での小信号過渡応答、G = +1
–10
0
10
OU
TP
UT
VO
LT
AG
E (
mV
)
G = +2VOUT = 20mV p-pTIME = 100ns/DIV
VS = +3V
VS = +5V
VS = ±5V
094
47-0
40
図 26.様々な電源での小信号過渡応答、G = +2
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 14/27 －
–10
0
10
OU
TP
UT
VO
LT
AG
E (
mV
)
CL = 39pF
CL = 0pF
CL = 20pF
VS = ±5VG = +2TIME = 100ns/DIV
094
47-0
39
図 27.様々な容量負荷での小信号過渡応答
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V
) G = +1
G = +2VS = ±5VVOUT = 2V p-pTIME = 100ns/DIV
1.5
1.0
0.5
0
–0.5
–1.0
–1.5 0944
7-00
9
図 28.大信号過渡応答、G = +1、G = +2
–4
–3
–2
–1
0
1
2
3
4
INP
UT
AN
D O
UT
PU
T V
OL
TA
GE
(V
)
VS = +5VG = +1TIME = 100ns/DIV
VOUT
VIN
0944
7-04
9
図 29.入力オーバードライブ回復時間
–3
–2
–1
0
1
2
3
IN
PU
T A
ND
OU
TP
UT
VO
LT
AG
E (
V)
VS = +5VG = +2TIME = 100ns/DIV
2× VIN
VOUT
094
47-0
51
図 30.出力オーバードライブ回復時間
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900AV
ER
AG
E O
UT
PU
T O
VE
RL
OA
D R
EC
OV
ER
Y T
IME
(n
s)
OVERLOAD DURATION (ns)
VS = +5VG = +2
09
44
7-0
55
図 31.過負荷継続時間対平均出力過負荷回復時間
80.0
82.5
85.0
87.5
90.0
92.5
95.0
97.5
100.0
102.5
105.0
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
SL
EW
RA
TE
(V
/µs)
TEMPERATURE (°C)
VOUT = 3V p-pVS = +5VG = +2
RISING EDGE
FALLING EDGE
09
44
7-0
52
図 32.スルーレートの温度特性
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 15/27 －
VS = +5VG = +2VOUT = 2V STEPRL = 1kΩTIME = 10ns/DIV
SE
TT
LIN
G T
IME
(%
)
0.3
0.2
0.1
0
–0.1
–0.2
–0.3 0944
7-0
28
図 33.0.1%へのセトリング・タイム
–130
–120
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
–40
–30
–20
1M 10M
CM
RR
(d
B)
FREQUENCY (Hz)
100M100k10k1k
VS = +5VΔVCM = 2V p-p
09
44
7-0
29
図 34.CMRR の周波数特性
–130
–120
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
–40
–30
–20
–10
0
1M 10M
PS
RR
(d
B)
FREQUENCY (Hz)
100M100k10k1k
VS = +5VΔVS = 2V p-pG = +1
–PSRR
+PSRR
09
44
7-0
30
図 35.PSRR の周波数特性
0.01
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
0.1 1 10 100 500
OU
TP
UT
IM
PE
DA
NC
E (Ω
)
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VG = +1PIN = –30dBm
PART DISABLED
PART ENABLED
09
44
7-0
13
図 36.出力インピーダンスの周波数特性
–33.5
–31.0
–28.5
–26.0
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
INP
UT
OF
FS
ET
VO
LT
AG
E (
µV
)
TEMPERATURE (°C) 09
44
7-0
42
VS = ±5V
VS = +3V
VS = +5V
図 37.様々な電源での入力オフセット電圧の温度特性
–11.50
–11.25
–11.00
–10.75
–10.50
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
TEMPERATURE (°C)
INP
UT
BIA
S C
UR
RE
NT
(µ
A)
VS = ±5V
VS = +5V
VS = +3V
0944
7-04
6
図 38.様々な電源での入力バイアス電流の温度特性
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 16/27 －
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.0
3.1
3.2
–40 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125
SU
PP
LY
CU
RR
EN
T (
mA
)
TEMPERATURE (°C)
VS = ±5V
VS = +5V
VS = +3V
0944
7-04
3
2.375
2.500
2.625
2.750
2.875
3.000
3.125
3.250
3.375
3.500
3.625
3.750
3.875
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V
)
DIS
AB
LE
PIN
(V
)
TIME = 2µs/DIVVS = +5VG = +1VIN = 1V
+25°C
+125°C
–40°C
DISABLE PIN
094
47-0
56
図 42.ターンオフ時間の温度特性 (ADA4897-1およびADA4897-2)
図 39.様々な電源での電源電流の温度特性
–140
–130
–120
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
–40
–30
0.01 0.1 1 10
ISO
LA
TIO
N (
dB
)
FREQUENCY (MHz)
100
VS = +5VG = +2RL = 100ΩVOUT = 2V p-p
094
47-
01
5
–130
–120
–110
–100
–90
–80
–70
–60
–50
–40
0.01 0.1 1 10
CR
OS
STA
LK
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = +5VG = +2VOUT = 2V p-p
100
09
44
7-0
14
図 43.順方向アイソレーションの周波数特性 図 40.クロストーク、OUT1→OUT2 (ADA4896-2およびADA4897-2)
2.375
2.500
2.625
2.750
2.875
3.000
3.125
3.250
3.375
3.500
3.625
3.750
3.875
–0.5
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
OU
TP
UT
VO
LT
AG
E (
V)
DIS
AB
LE
PIN
(V
)
TIME = 200ns/DIVVS = +5VG = +1VIN = 1V
+25°C +125°C
–40°C
DISABLE PIN
09
44
7-0
54
図 41.ターンオン時間の温度特性 (ADA4897-1およびADA4897-2)
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 17/27 －
動作原理
アンプ説明 ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は入力ノイズが 1 nV/√Hzのアンプで、3 V～10 V電源での消費電流は 3 mAです。 ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は、アナログ・デバイセズのSiGe バイ
ポーラ・プロセスで製造され、帯域幅は 200 MHz以上です。こ
れらのアンプはユニティ・ゲイン安定で、入力構造により高速
アンプ向けの極めて低い入力 1/f ノイズが得られています。
レールtoレール出力ステージは、低い出力換算ノイズを実現する
ために必要な重い帰還負荷を駆動するようにデザインされてい
ます。さらに厳しいシステム要求を満たすため、ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2の大信号帯域幅は、他の低ノイズ・ユ
ニティ・ゲイン安定アンプの基本的な限界を超えて拡張されてい
ます。ADA4896-2/ADA4897-1/ ADA4897-2の最大オフセット電圧
は 500 µVで、ドリフトは 0.2 µV/°Cであるため、優れたアンプ選
択肢になっています。低入力ノイズまたは広帯域幅を実現する
際に消費電力の点で不利なため低ノイズ性能が不要な場合であ
っても、優れた選択肢になっています。
入力保護 ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2はESDからフルに保護されて
いるため、測定可能な性能低下なしに、人体モデル ESD では 2.5 kVに、電荷デバイス・モデルでは 1 kVに、それぞれ耐えるこ
とができます。高精度入力は、電源と入力デバイス対のダイオ
ード・クランプとの間のESD 回路で保護されています(図 44 参
照)。
+IN
ESD
ESD
–VS
+VS
BIAS
TO THE REST OF THE AMPLIFIER
–IN
ESD
ESD
0944
7-06
8
図 44.入力ステージと保護ダイオード
約 0.7 V を超える差動電圧で、クランプ・ダイオードの導通が
開始されます。電流が大きすぎると、発熱のために損傷するこ
とがあります。入力ピン間で大きな差動電圧が続く場合には、
入力クランプを流れる電流を 10 mA 以下に制限することが推奨
されます。予想される差動過電圧に対して適切なサイズの直列
入力抵抗を接続すると、必要な保護を実現することができます。
正電源より 0.7 V 高い入力電圧と負電源より 0.7 V 低い入力電圧
で、ESD クランプが導通を開始します。 過電圧状態が予想され
る場合は、入力電流を 10 mA 以下に制限することが推奨されま
す。
ディスエーブル動作 図 45 に、ADA4897-1/ADA4897-2のパワーダウン回路を示しま
す。DISABLE ピンを未接続のままにすると、入力 PNP トラン
ジスタのベースが正電源へ接続された内部プルアップ抵抗によ
りハイ・レベルにされるため、デバイスがターンオンします。DISABLE ピンを正電源より 2 V以上低くすると、デバイスがタ
ーンオフして、5 V 電源電圧での電源電流が約 18 µAに減少しま
す。
+VS
–VS
DISABLE
ESD
ESD
IBIAS
TOAMPLIFIER
BIAS
094
47-0
37
図 45.DISABLE 回路
DISABLE ピンは、ESD クランプにより保護されています(図 45参照)。電圧が電源を超えると、これらのダイオードが導通しま
す。DISABLE ピンを保護するため、このピンの電圧を、正電源
より 0.7 V以上上回らないように、さらに負電源より 0.7 V以上
下回らないようにする必要があります。過電圧状態が予想され
る場合は、入力電流を直列抵抗を使って 10 mA以下に制限する
ことが推奨されます。
アンプがディスエーブルされると、出力はハイ・インピーダン
ス状態になります。周波数が高くなると出力インピーダンスは
小さくなります。この影響は図 36 から分かります。ディスエー
ブル・モードでは、10 MHz で 50 dB の順方向アイソレーション
を実現することができます。 図 43 に、順方向アイソレーション
の周波数特性データを示します。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 18/27 －
DC誤差 図 46 に、一般的な接続図と主な DC 誤差原因を示します。
RG– VIN +
RS– VIP +
IB+
IB– + VOUT –
RF
+ VOS –
09
44
7-0
31
図 46.一般的な接続図と DC 誤差原因
理論伝達関数 (すべての誤差原因が 0 で DC ゲインが無限大) は次のように表すことができます。
ING
FIP
G
FOUT V
R
RV
R
RV
1 (1)
この式は、次の非反転オペアンプと反転オペアンプのゲイン式
に簡素化できます。
非反転ゲイン (VIN = 0 V)
IPG
FOUT V
R
RV
1 (2)
反転ゲイン (VIP = 0 V)
ING
FOUT V
R
RV
(3)
総合出力電圧誤差は、アンプ・オフセット電圧と入力電流に起
因する誤差の和になります。オフセット電圧に起因する出力誤
差は、次のように表すことができます。
G
FOUTPNOMPCMOFFSET
OUT
R
R
A
V
PSRR
VV
CMRR
VV
V
NOM
ERROR
1 (4)
ここで、 は規定の電源電圧でのオフセット電圧で、入力と出
力を電源中心に設定して測定されます。 VCMは同相モード電圧。 VPは電源電圧。 VPNOMは規定の電源電圧。 CMRR は同相モード除去比。 PSRR は電源除去比。 A は DC オープンループ・ゲイン。
NOMOFFSETV
入力電流に起因する出力誤差は、次のように表すことができま
す。
B
G
FSB
G
FGFOUT I
R
RRI
R
RRRV
ERROR11)||( (5)
バイアス電流の相殺 入力でのバイアス電流不一致に起因する出力電圧誤差を相殺さ
せるときは、RBPと RBNを使うことができます (図 47 参照)。
RG
RS RBP
RBN
RF
0944
7-04
8
図 47.RBPと RBNを使用するバイアス電流誤差の相殺
2 つの入力でのバイアス電流不一致を補償するときは、RBP と
RBNを表 11 のように設定します。
表 11. RBNと RBPの設定によるバイアス電流誤差の相殺
Value of RF||RG Value of RBP (Ω) Value of RBN (Ω)
Greater Than RS RF||RG − RS 0
Less Than RS 0 RS − RF||RG
表 12 に、RF||RG > RSかつ RF||RG < RSの場合の RBPと RBNの値の
例を示します。
表 12.RBNと RBPの設定例
Gain RF (Ω) RG (Ω) RS (Ω) RBP (Ω) RBN (Ω)
+2 249 249 50 74.5 0
+10 249 27.4 50 0 25.3
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 19/27 －
50 500
NO
ISE
(n
V/√
Hz)
SOURCE RESISTANCE (Ω)
5
0.5
50
500
5k 50k
TOTALAMPLIFIER NOISE
AMPLIFIER ANDRESISTOR NOISE
SOURCERESISTANCE NOISE
09
44
7-0
57
ノイズに対する注意事項 図 48 に、一般的なゲイン設定に対する主なノイズ成分を示しま
す。総合 rms 出力ノイズは、すべての成分の 2 乗平均になりま
す。
RG
RS
iep
ien + vout_en –
RF
ven
4kT × RSvn _ RS =
4kT × RGvn _ RG =
4kT × RFvn _ RF =
09
447
-03
4
図 48.一般的な接続でのノイズ源
出力ノイズ・スペクトル密度は次式で計算することができます。 図 49.RTI ノイズ対ソース抵抗
2
2222
2
24414
_
FGG
FS
G
FF RienkTR
R
RvenRiepkTRs
R
RkTR
envout
(6)
容量駆動 アンプ出力に容量があると、帰還パス内に遅延が生じます。ルー
プ帯域内にある場合、これにより大きなリンギングと発振が生
ずることがあります。ADA4896-2/ADA4897-1/ ADA4897-2では、
ゲイン = +2でピーキングが最大になります (図 9参照)。 ここで、 kはボルツマン定数。 Tはケルビン単位の絶対温度。 iep とienはアンプ入力電流ノイズのスペクトル密度(pA/√Hz)。ven はアンプ入力電圧ノイズ・スペクトル密度(nV/√Hz)。 RSは図 48 に示すソース抵抗。 RFとRGは図 48 に示す帰還回路抵抗。
アンプ出力と容量負荷に直列に小さいスナブ抵抗 (RSNUB)を接続
すると、問題が軽減されます。図 50 に、ワーストケース周波数
応答 (ゲイン = +2)でのピーキング削減に対するスナブ抵抗 (RSNUB)使用の効果を示します。RSNUB = 100 Ωを使用すると、ピ
ーキングが完全になくなりますが、出力での減衰のためにクロ
ーズド・ループ・ゲインが 0.8 dB 低下します。RSNUB を 0 Ω～100 Ω で調節して、ピーキングとクローズド・ループ・ゲイン
の許容レベルを維持することができます (図 50 参照)。 ソース抵抗ノイズ、アンプ電圧ノイズ (ven)、アンプ電流ノイズ
からの電圧ノイズ (iep × RS) はすべて、ノイズ・ゲインの項 (1 + RF/RG)に依存します。入力電圧ノイズ = 1 nV/√Hzおよび入力電
流ノイズ = 2.8 pA/√Hzでは、アンプのノイズ成分は約 50 Ω～700 Ωのソース抵抗に対して比較的小さくなります。
–5
–4
–3
–2
–1
0
1
2
3
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
0.1 1 10 100
RSNUB = 50Ω
RSNUB = 0Ω
RSNUB = 100Ω
ADA4896-2
RL1kΩ
R1249Ω
R2249Ω
CL39pF
RSNUB
VIN
VOUT
VS = +5VVOUT = 200mV p-pG = +2
09
44
7-0
58
図 49 に、アンプの総合 RTI ノイズ対ソース抵抗を示します。
さらに、使用する帰還抵抗値もノイズに影響を与えます。総合
ノイズを低く維持するためには、帰還抵抗値を 250 Ω～1 kΩ に
維持することが推奨されます。
図 50.スナブ抵抗使用による、出力容量負荷から発生するピー
キングの削減
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 20/27 －
アプリケーション情報
代表的な性能値 デザイン時間を短縮し、不確定性をなくするため、表 13 に、代
表的なゲイン、部品値、性能パラメータの参考情報を示します。
電源電圧は 5 V を使用しています。帯域幅は小信号出力 = 200 mV p-p で、スルーレートは 2 V 出力ステップで、それぞれ取得
しました。
ゲイン帯域幅積の関係から明らかなように、ゲインが増加する
と、小信号帯域幅が減少することに注意してください。さらに、
ゲインが大きくなると位相マージンが改善され、アンプの安定
性が強化されます。結果として、周波数応答のピーキングが小
さくなります(図 51 参照)。
2
FREQUENCY (MHz)
0.1 1 10 100 500
1
0
–1
–2
–3
–4
–5
–6
VS = +5VVOUT = 200mV p-pRF = 249ΩRL = 1kΩ
G = +20
094
47-0
20
G = +10
G = +5
G = +2
G = +1
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
図 51.様々なゲインでの小信号周波数応答
表 13.推奨値と代表的な性能
Gain RF (Ω) RG (Ω) −3 dB BW (MHz) Slew Rate, tR/tF (V/µs) Peaking (dB) Total Output Noise Including Resistors (nV/√Hz)
+1 0 N/A 92 78/158 0.8 1.0
+2 249 249 54 101/140 1.2 3.6
+5 249 61.9 30 119/137 0 6.8
+10 249 27.4 17 87/88 0 12.0
+20 249 13.0 9 37/37 0 21.1
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 21/27 －
低ノイズの可変ゲイン・アンプ
094
47-1
00
+5V
2
1
8
3
RG175Ω
–5V
4
V01
VIN
ADA4896-2
+5V
6
7
8
5
–5V
4
V02ADA4896-2
D1 D2
S1B
S1A
S2B
S3B D3
S2A
V1
V2
RF175Ω
RF2225Ω
RL
USING S3B IS OPTIONAL
ADG633
ADG633
RBALANCE150Ω
図 52.ADA4896-2とADG633を使用した、低抵抗負荷を駆動する低ノイズ可変ゲイン・アンプの構成
可変ゲイン・アンプを使用すると、広範囲な入力信号を処理す
ることができます。従来型可変ゲイン・アンプでは、反転入力
に接続される帰還ループ内にスイッチを使用しています。この
スイッチ抵抗によりアンプのノイズ性能が低下し、さらに反転
入力ノードの容量が大きくなります。このノイズと容量の問題
は、低ノイズ・アンプの場合は特に困難になります。また、ス
イッチ抵抗は望ましくない非直線性ゲイン誤差の原因になりま
す。
図 52 に、可変ゲイン・アンプで使用される技術革新的なスイッ
チング技術を示します。ここでは、ADA4896-2の 1 nV/Hz ノイ
ズ性能が維持されると同時に非直線性ゲイン誤差が大幅に小さ
くなっています。この技術を使用すると、最小容量を持つスイ
ッチを選択して、回路の帯域幅を最適化することができます。
図 52 に示す回路で、スイッチにはADG633で実現し、S1Aおよ
びS2Aがオンか、またはS1BおよびS2Bがオンになるように設定
されています。この例では、S1AとS2Aのスイッチがオンのとき、
初段ステージ・アンプ・ゲイン = +4 に、S1BとS2Bのスイッチ
がオンの時、初段ステージ・アンプ・ゲイン = +2 に、それぞれ
なります。 ADG633の 1 つ目のセットのスイッチは帰還ループ
の出力側に配置され、2 つ目のセットのスイッチはポイント (V1またはV2)のサンプルに使われます。ここでは、スイッチ抵抗と
非直線性抵抗は問題になりません。この方法では、ゲイン誤差
を小さくすると同時にADA4896-2のノイズ性能が維持されます。
S2AとS2Bのサンプリング・スイッチのインピーダンスにより、
出力バッファの入力バイアス電流が問題を発生することがある
ことに注意してください。 両サンプリング・スイッチは、電圧
ばかりではなく温度に対しても非直線です。これが問題となる
場合は、ADG633 (S3B)の未使用スイッチを出力バッファの帰還
パス内に配置して、バイアス電流のバランスをとります (図 52参照)。
さらに、入力アンプのバイアス電流により、出力にオフセット
が発生してゲイン設定により変化します。入力アンプと出力バ
ッファはモノリシックであるため、バイアス電流の相対的な一
致を利用して、変化するオフセットを相殺させることができま
す。スイッチ S2A に直列に RF2 と RF1 の差に等しい抵抗を接続
すると、オフセット電圧はさらに安定します。
次式は、V1 でサンプリングすると、ゲイン誤差なしで所望の信
号ゲインが得られることを示しています。RS はスイッチ抵抗で
す。V2 は同じ方法で導出することができます。
G1
S1F1IN01 R
RRVV 1 (7)
S1G1F1
G1F101 RRR
RRVV1 (8)
式 1 を式 2 に代入すると、次式が得られます。
G1
F1IN R
RVV1 1 (9)
V01 によりゲイン誤差なしで所望の信号ゲインが得られる場合、
バッファされた出力 V02 にもゲイン誤差がないことに注意して
ください。 図 53 に、V02での回路の正規化周波数応答を示しま
す。
–30
–27
–24
–21
–18
–15
–12
–9
–6
–3
0
3
6
NO
RM
AL
IZE
D C
LO
SE
D-L
OO
P G
AIN
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
VS = ±5VVIN = 100mV p-pRL = 1kΩ
G = +2G = +4
0.1 1 10 100 500
0944
7-0
64
図 53.V02/VINの周波数応答
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 22/27 －
医用超音波アプリケーション
BEAMFORMERCENTRAL CONTROL
Rx BEAMFORMER(B AND F MODES)
COLORDOPPLER
PROCESSING(F MODE)
IMAGE ANDMOTION
PROCESSING(B MODE)
SPECTRALDOPPLER
PROCESSINGMODE
DISPLAYAUDIOOUTPUT
Tx BEAMFORMER
TRANSDUCERARRAY
HVMUX/
DEMUXT/R
SWITCHES
AD9279
AAFVGALNA ADC
094
47-
033
CW (ANALOG)BEAMFORMER
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
図 54.超音波システムの簡略化したブロック図
超音波システムの概要
中でも医用超音波システムは、今日広く使用されている最も高
度な信号処理システムです。超音波システムでは、人体へ音響
エネルギーを送信し、反射を受信/処理して、内部器官と構造の
イメージの発生、血流と組織の動きのマッピング、正確な血流
速度情報の提供を行うことができます。 図 54 に、簡略化した超
音波システムのブロック図を示します。
超音波システムは、時間ゲイン制御 (TGC) 動作と連続波 (CW) ドプラー動作の 2 つのメイン動作から構成されています。
AD9279では、これらの 2 つの動作に不可欠な部品を 1 個のICに内蔵しています。このデバイスは、低ノイズ・プリアンプ (LNA)付きの 8 チャンネル可変ゲイン・アンプ (VGA)、折り返
し防止フィルタ (AAF)、A/Dコンバータ (ADC)、プログラマブ
ルな位相回転機能付きのI/Q復調器を内蔵しています。超音波シ
ステムでのAD9279の使用方法については、AD9279 データシー
トを参照してください。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 23/27 －
超音波システムでのADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
LNA
LNA
AD7982
18-BIT ADC2.5V
2.5V
4nF
50Ω
50Ω
I
CHANNEL H
CHANNEL A
LOGENERATION
4
RE
SE
T
4LO
+
4LO
–
CWI+
CWI–
AD9279
CFILT
CFILT
RFILT
1.5V
1.5V
RFILT
RA
RA
RA
RA
AD7982
18-BIT ADC2.5V
2.5V
4nF
50Ω
50Ω
Q
CWQ+
CWQ–
CFILT
CFILT
RFILT
1.5V
1.5V
RFILT
Φ
Φ
Φ
Φ
0944
7-0
32
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
図 55.ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2をフィルタ、I/V コンバータ、電流加算器、AD9279 I/Q出力の後ろのADC ドライバとして使用
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は、AD9279のI/Q復調器の後
ろで超音波アプリケーション内のCW ドプラー・パスで使用され
ています。ドプラー信号は一般に 100 Hz～100 kHzです。
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は低ノイズ・フロアと広いダ
イナミックレンジを持つため、弱いドプラー信号の処理に対し
て優れた選択肢になっています。
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2は、レールtoレール出力と大
きな出力電流駆動能力を持つため、I/V コンバータ、電流加算器、
ADC ドライバに適しています。
図 55 に、AD9279の 8 チャンネルすべての接続ブロック図を示
します。ADA4896-2 アンプの 2 ステージが使用されています。
最初のステージはI/V変換を行い、復調プロセスから生ずる高周
波をフィルタします。ADA4896-2 アンプの 2 番目のステージは、
複数のAD9279 デバイスの出力電流の加算、ゲインの提供、
AD7982 デバイス(18 ビット SAR ADC)の駆動に使われています。
CW 信号パスの出力換算ノイズは、LNA ゲイン、最初のステー
ジの加算アンプの選択、RFILTの値に依存します。出力換算ノイ
ズを求めるためには、アクティブ・ローパス・フィルタ (LPF) の値 RA、RFILT、CFILTを知ることが重要です(図 55)。1 個の
AD9279の 8 チャンネルすべての代表的なフィルタ値は、RA = 100 Ω、RFILT = 500 Ω、CFILT = 2.0 nFです。これらの値により 100 kHz単極LPFが構成されています。
I/V コンバータのゲインは、フィルタ抵抗RFILTを大きくすること
により増やすことができます。コーナー周波数を一定に維持す
るときは、フィルタ・コンデンサCFILTを同じファクタだけ減少
させます。ゲインの大きさを制限するファクタは、I/V コンバー
タ用に選択したオペアンプ (この例ではADA4896-2/ADA4897-
1/ADA4897-2)の出力振幅と駆動能力です。すべてのアンプには
駆動能力の限界があるため、加算するチャンネル数は有限にす
る必要があります。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 24/27 －
レイアウト時の考慮事項 最適性能を得るためには、ボード・レイアウト、信号ルーティ
ング、電源バイパス、グラウンド接続に注意する必要がありま
す。
グラウンド・プレーン
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2の入力と出力の下と周囲の領
域にグラウンドを設けないことが重要です。グラウンド・プレ
ーンとデバイスの入力パッドおよび出力パッドとの間に形成さ
れる浮遊容量が、高速アンプ性能を決定します。反転入力の浮
遊容量とアンプ入力容量により、位相マージンが低下して、安
定性が損なわれます。出力の浮遊容量により帰還ループ内に極
が形成されて、位相マージンが低下し、回路が不安定になります。
電源のバイパス
ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2の性能では、電源のバイパス
が重要です。各電源ピンからグラウンドへのコンデンサの並列
接続が最適です。小さい値の電解コンデンサほど優れた高周波
応答を提供しますが、大きな値の電解コンデンサほど優れた低
周波性能を提供します。
異なる値とサイズのコンデンサの並列接続は、広い周波数帯域
で電源ピンの AC インピーダンスを小さくするのに役立ちます。
これは、ノイズのアンプへの混入を小さくするのに重要です。
特にアンプの PSRR がロールオフし始める場合には重要です。
これは、バイパス・コンデンサが PSRR 性能の低下を小さくす
ることに役立つためです。
最小値のコンデンサをアンプと同じ側のボードに、かつアンプ
の電源ピンの近くに配置する必要があります。コンデンサのグ
ラウンド端子はグラウンド・プレーンへ直接接続する必要があ
ります。
0508 ケース・サイズの 0.1 µF セラミック・コンデンサを使用す
ることが推奨されます。0508 ケース・サイズは、小さい直列イ
ンダクタンスと優れた高周波性能を提供します。10 µF の電解コ
ンデンサは、0.1 µF と並列に接続する必要があります。回路パ
ラメータに応じて、コンデンサの追加により性能を強化するこ
とができます。各回路は異なるので、最適性能を得るためには
個別に解析する必要があります。
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 25/27 －
外形寸法
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
6°0°
0.800.550.40
4
8
1
5
0.65 BSC
0.400.25
1.10 MAX
3.203.002.80
COPLANARITY0.10
0.230.09
3.203.002.80
5.154.904.65
PIN 1IDENTIFIER
15° MAX0.950.850.75
0.150.05
10-
07-2
00
9-B
図 56.8 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
2.442.342.24
TOP VIEW
8
1
5
4
0.300.250.20
BOTTOM VIEW
PIN 1 INDEXAREA
SEATINGPLANE
0.800.750.70
1.701.601.50
0.203 REF
0.05 MAX0.02 NOM
0.50 BSC
EXPOSEDPAD
3.103.00 SQ2.90
PIN 1INDICATOR(R 0.15)
FOR PROPER CONNECTION OFTHE EXPOSED PAD, REFER TOTHE PIN CONFIGURATION ANDFUNCTION DESCRIPTIONSSECTION OF THIS DATA SHEET.COPLANARITY
0.08
0.500.400.30
COMPLIANT TOJEDEC STANDARDS MO-229-WEED 01-
24-2
011
-B
図 57.8 ピン・リードフレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_WD] 3 mm × 3 mm ボディ、極薄、デュアル・リード
(CP-8-11) 寸法: mm
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 26/27 －
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FORREFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA
01
240
7-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)
COPLANARITY0.10
図 58.8 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)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-AB
10°4°0°
SEATINGPLANE
1.90BSC
0.95 BSC
0.60BSC
6 5
1 2 3
4
3.002.902.80
3.002.802.60
1.701.601.50
1.301.150.90
0.15 MAX0.05 MIN
1.45 MAX0.95 MIN
0.20 MAX0.08 MIN
0.50 MAX0.30 MIN
0.550.450.35
PIN 1INDICATOR
12-1
6-2
008
-A
図 59.6 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-6)
寸法: mm
データシート ADA4896-2/ADA4897-1/ADA4897-2
Rev. A － 27/27 －
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-BA 0917
09-A
6°0°
0.700.550.40
5
10
1
6
0.50 BSC
0.300.15
1.10 MAX
3.103.002.90
COPLANARITY0.10
0.230.13
3.103.002.90
5.154.904.65
PIN 1IDENTIFIER
15° MAX0.950.850.75
0.150.05
図 60.10 ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP] (RM-10) 寸法: mm
オーダー・ガイド
Model1 Temperature Range Package Description Package Option
Ordering Quantity Branding
ADA4896-2ARMZ −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 50 H2P
ADA4896-2ARMZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 1,000 H2P
ADA4896-2ARMZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 3,000 H2P
ADA4896-2ACPZ-R2 −40°C to +125°C 8-Lead LFCSP_WD CP-8-11 250 H2P
ADA4896-2ACPZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead LFCSP_WD CP-8-11 1,500 H2P
ADA4896-2ACPZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead LFCSP_WD CP-8-11 5,000 H2P
ADA4896-2ACP-EBZ Evaluation Board for the 8-Lead LFCSP
ADA4896-2ARM-EBZ Evaluation Board for the 8-Lead MSOP
ADA4897-1ARZ −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 98
ADA4897-1ARZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 1,000
ADA4897-1ARZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8 2,500
ADA4897-1ARJZ-R2 −40°C to +125°C 6-Lead SOT-23 RJ-6 250 H2K
ADA4897-1ARJZ-R7 −40°C to +125°C 6-Lead SOT-23 RJ-6 3,000 H2K
ADA4897-1ARJZ-RL −40°C to +125°C 6-Lead SOT-23 RJ-6 10,000 H2K
ADA4897-1AR-EBZ Evaluation Board for the 8-Lead SOIC_N
ADA4897-1ARJ-EBZ Evaluation Board for the 6-Lead SOT-23
ADA4897-2ARMZ −40°C to +125°C 10-Lead MSOP RM-10 50 H2N
ADA4897-2ARMZ-R7 −40°C to +125°C 10-Lead MSOP RM-10 1,000 H2N
ADA4897-2ARMZ-RL −40°C to +125°C 10-Lead MSOP RM-10 3,000 H2N
ADA4897-2ARM-EBZ Evaluation Board for the 10-Lead MSOP 1 Z = RoHS 準拠製品。
