55 V電源、EMI保護強化型、ゼロ・ドリフト 超低ノイズ、レールtoレール出力オペアンプ

データシート ADA4522-2

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特長 低オフセット電圧: 最大 5 µV 極めて低いオフセット・ドリフト: 最大 22 nV/°C 低電圧ノイズ: 5.8 nV/√Hz (typ)

0.1 Hz～10 Hz で 117 nVp-p (typ) 低入力バイアス電流: 50 pA (typ) ユニティ・ゲイン・クロスオーバー: 3 MHz 単電源動作可能: グラウンドを含む入力電圧範囲で、レール to

レールの出力 広い動作電圧範囲

単電源動作: 4.5 V～55 V 両電源動作: ±2.25 V～±27.5 V

EMI フィルタを内蔵 ユニティ・ゲインで安定

アプリケーション LCR メータ／メガオームメータのフロントエンド・アンプ ロード・セルおよびブリッジのトランスジューサ 磁気天秤 高精度シャント電流検出 熱電対／RTD センサ PLC 入出力アンプ

ピン接続 OUT A 1

–IN A 2

+IN A 3

V– 4

V+8

OUT B7

–IN B6

+IN B5

ADA4522-2TOP VIEW

(Not to Scale)

1316

8-00

1

図 1. 8 ピン MSOP (RM サフィックス)および 8 ピン SOIC (R サフィックス) の

ピン配置

概要 ADA4522-2 は、低ノイズ、低消費電力、片電源グラウンド入力、

レール to レール出力を持つ 2 チャンネルのゼロ・ドリフト・オペ

アンプであり、時間、温度条件、電圧条件に対して総合精度が最

適化されています。このデバイスは広い動作電圧範囲、広い動作

温度範囲、高いオープン・ループ・ゲイン、非常に小さい DC 誤

差と AC 誤差という特長を持つため、微小入力信号の増幅から、

比較的大きい信号の正確な再生まで、多様なアプリケーションに

適しています。

ADA4522-2 の性能は5.0 V、30 V、55 Vの電源電圧で規定され、 4.5 V～55 Vの範囲で動作します。このデバイスは、5 V、10 V、

12 V、30 Vの単電源を使うアプリケーションに対して、またはこれ

より高い単電源および±2.5 V、±5 V、±15 Vの両電源を使うアプリ

ケーションに対して優れた選択肢になっています。ADA4522-2は、

内蔵フィルタ機能を使って電磁干渉 (EMI)に対する高い耐性を実

現しています。 ADA4522-2 の仕様は−40°C～+125°C の拡張工業温度範囲で規定さ

れ、8 ピン MSOP または 8 ピン SOIC パッケージを採用していま

す。

100

10

1

0.110 100k 1M10k1k100

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

AV = +100 5V30V55V

1316

8-16

5

図 2. 電圧ノイズ密度、VSY = ±15 V

表 1. ゼロ・ドリフト・オペアンプ (0.1 µV/°C 未満)

Supply Voltage 5 V 16 V 30 V 55 V Single ADA4528-1 AD8638 ADA4638-1 AD8628 AD8538 ADA4051-1 Dual ADA4528-2 AD8639 ADA4522-2 AD8629 AD8539 ADA4051-2 Quad AD8630

データシート ADA4522-2

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目次 特長 ...................................................................................................... 1 アプリケーション .............................................................................. 1 ピン接続 .............................................................................................. 1 概要 ...................................................................................................... 1 改訂履歴 .............................................................................................. 2 仕様 ...................................................................................................... 3

電気的特性—5.0 V 動作 ................................................................ 3 電気的特性—30 V 動作 ................................................................. 4 電気的特性—55 V 動作 ................................................................. 5

絶対最大定格 ...................................................................................... 7 熱抵抗 .............................................................................................. 7 ESD の注意 ..................................................................................... 7

ピン配置およびピン機能説明 .......................................................... 8 代表的な性能特性 .............................................................................. 9 アプリケーション情報 .................................................................... 20

動作原理 ........................................................................................ 20

内蔵入力 EMI フィルタとクランプ回路 ................................... 20 サーマル・シャットダウン ........................................................ 21 入力保護 ....................................................................................... 21 単電源とレール to レール出力 ................................................... 21 大信号過渡応答 ............................................................................ 22 ノイズに対する注意事項 ............................................................ 22 EMI 除去比 ................................................................................... 24 容量性負荷に対する安定性 ........................................................ 24 単電源計装アンプ ........................................................................ 24 ロード・セル／ストレーン・ゲージ・センサーのシグナル・

コンディショニング .................................................................... 25 高精度ローサイド電流シャント・センサー ............................ 26 プリント回路ボードのレイアウト ............................................ 26 コンパレータ動作 ........................................................................ 27

外形寸法 ............................................................................................ 28 オーダー・ガイド ........................................................................ 28

改訂履歴 5/15—Revision 0: Initial Version

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仕様 電気的特性—5.0 V 動作 特に指定がない限り、VSY = 5.0 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。

表 2.

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS VCM = VSY/2 0.7 5 µV −40°C ≤ TA ≤ +125°C 6.5 µV Offset Voltage Drift ΔVOS/ΔT 2.5 15 nV/°C Input Bias Current IB 50 150 pA −40°C ≤ TA ≤ +85°C 500 pA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 2 nA Input Offset Current IOS 80 250 pA −40°C ≤ TA ≤ +85°C 350 pA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 500 pA Input Voltage Range IVR 0 3.5 V Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 3.5 V 135 155 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 130 dB Large Signal Voltage Gain AVO RL = 10 kΩ, VOUT = 0.5 V to 4.5 V 125 145 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 125 dB Input Resistance

Differential Mode RINDM 30 kΩ Common Mode RINCM 100 GΩ

Input Capacitance Differential Mode CINDM 7 pF Common Mode CINCM 35 pF

OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High VOH RL = 10 kΩ to VSY/2 4.97 4.98 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C 4.95 V Output Voltage Low VOL RL = 10 kΩ to VSY/2 20 30 mV −40°C ≤ TA ≤ +125°C 50 mV Continuous Output Current IOUT Dropout voltage = 1 V 14 mA Short-Circuit Current Source ISC+ 22 mA TA = 125°C 15 mA Short-Circuit Current Sink ISC− 29 mA TA = 125°C 19 mA Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = +1 4 Ω

POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 4.5 V to 55 V 150 160 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 145 dB Supply Current per Amplifier ISY IOUT = 0 mA 830 900 µA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 950 µA DYNAMIC PERFORMANCE

Slew Rate SR+ RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 1.4 V/µs SR− RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 1.3 V/µs Gain Bandwidth Product GBP VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 100 2.7 MHz Unity-Gain Crossover UGC VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1 3 MHz −3 dB Closed-Loop Bandwidth f−3dB VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 6.5 MHz Phase Margin ΦM VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1 64 Degrees Settling Time to 0.1% tS VIN = 1 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 4 µs Channel Separation CS VIN = 1 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF 98 dB

データシート ADA4522-2

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Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit EMI Rejection Ratio of +IN x EMIRR VIN = 100 mVPEAK, f = 400 MHz 72 dB

VIN = 100 mVPEAK, f = 900 MHz 80 dB VIN = 100 mVPEAK, f = 1800 MHz 83 dB VIN = 100 mVPEAK, f = 2400 MHz 85 dB NOISE PERFORMANCE

Total Harmonic Distortion + Noise THD + N AV = +1, f = 1 kHz, VIN = 0.6 V rms Bandwidth (BW) = 80 kHz 0.001 % BW = 500 kHz 0.02 %

Peak-to-Peak Voltage Noise eN p-p AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz 117 nV p-p Voltage Noise Density eN AV = 100, f = 1 kHz 5.8 nV/√Hz Peak-to-Peak Current Noise iN p-p AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz 16 pA p-p Current Noise Density iN AV = 100, f = 1 kHz 0.8 pA/√Hz

電気的特性—30 V 動作 特に指定がない限り、VSY = 30 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。

表 3.

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit

INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS VCM = VSY/2 1 5 µV

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 7.2 µV

Offset Voltage Drift ΔVOS/ΔT 4 22 nV/°C

Input Bias Current IB 50 150 pA

−40°C ≤ TA ≤ +85°C 500 pA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 3 nA

Input Offset Current IOS 80 300 pA

−40°C ≤ TA ≤ +85°C 400 pA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 500 pA

Input Voltage Range IVR 0 28.5 V

Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 28.5 V 145 160 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 140 dB

Large Signal Voltage Gain AVO RL = 10 kΩ, VOUT = 0.5 V to 29.5 V 140 150 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 135 dB

Input Resistance

Differential Mode RINDM 30 kΩ

Common Mode RINCM 400 GΩ

Input Capacitance

Differential Mode CINDM 7 pF

Common Mode CINCM 35 pF

OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage High VOH RL = 10 kΩ to VSY/2 29.87 29.89 V

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 29.80 V

Output Voltage Low VOL RL = 10 kΩ to VSY/2 110 130 mV

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 200 mV

Continuous Output Current IOUT Dropout voltage = 1 V 14 mA

Short-Circuit Current Source ISC+ 21 mA

TA = +125°C 15 mA

Short-Circuit Current Sink ISC− 33 mA

TA = +125°C 22 mA

Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = +1 4 Ω

データシート ADA4522-2

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Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit

POWER SUPPLY

Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 4.5 V to 55 V 150 160 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 145 dB

Supply Current per Amplifier ISY IOUT = 0 mA 830 900 µA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 950 µA

DYNAMIC PERFORMANCE

Slew Rate SR+ RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 1.8 V/µs

SR− RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 0.9 V/µs

Gain Bandwidth Product GBP VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 100 2.7 MHz

Unity-Gain Crossover UGC VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO =1 3 MHz

−3 dB Closed-Loop Bandwidth f−3 dB VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 6.5 MHz

Phase Margin ΦM VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1 64 Degrees

Settling Time to 0.1% tS VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 12 µs

Settling Time to 0.01% tS VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 14 µs

Channel Separation CS VIN = 10 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF 98 dB

EMI Rejection Ratio of +IN x EMIRR VIN = 100 mVPEAK, f = 400 MHz 72 dB

VIN = 100 mVPEAK, f = 900 MHz 80 dB

VIN = 100 mVPEAK, f = 1800 MHz 83 dB

VIN = 100 mVPEAK, f = 2400 MHz 85 dB

NOISE PERFORMANCE

Total Harmonic Distortion + Noise THD + N AV = +1, f = 1 kHz, VIN = 6 V rms

BW = 80 kHz 0.0005 %

BW = 500 kHz 0.004 %

Peak-to-Peak Voltage Noise eN p-p AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz 117 nV p-p

Voltage Noise Density eN AV = 100, f = 1 kHz 5.8 nV/√Hz

Peak-to-Peak Current Noise iN p-p AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz 16 pA p-p

Current Noise Density iN AV = 100, f = 1 kHz 0.8 pA/√Hz

電気的特性—55 V 動作 特に指定がない限り、VSY = 55 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C。

表 4.

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS VCM = VSY/2 1.5 7 µV −40°C ≤ TA ≤ +125°C 10 µV Offset Voltage Drift ΔVOS/ΔT 6 30 nV/°C Input Bias Current IB 50 150 pA −40°C ≤ TA ≤ +85°C 500 pA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 4.5 nA Input Offset Current IOS 80 300 pA −40°C ≤ TA ≤ +85°C 400 pA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 500 pA Input Voltage Range IVR 0 53.5 V Common-Mode Rejection Ratio CMRR VCM = 0 V to 53.5 V 140 144 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 135 dB Large Signal Voltage Gain AVO RL = 10 kΩ, VOUT = 0.5 V to 54.5 V 135 137 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 125 dB Input Resistance

Differential Mode RINDM 30 kΩ Common Mode RINCM 1000 GΩ

データシート ADA4522-2

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Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit Input Capacitance

Differential Mode CINDM 7 pF Common Mode CINCM 35 pF

OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage High VOH RL = 10 kΩ to VSY/2 54.75 54.8 V −40°C ≤ TA ≤ +125°C 54.65 V Output Voltage Low VOL RL = 10 kΩ to VSY/2 200 250 mV −40°C ≤ TA ≤ +125°C 350 mV Continuous Output Current IOUT Dropout voltage = 1 V 14 mA Short-Circuit Current Source ISC+ 21 mA TA = 125°C 15 mA Short-Circuit Current Sink ISC− 32 mA TA = 125°C 22 mA Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 MHz, AV = +1 4 Ω

POWER SUPPLY Power Supply Rejection Ratio PSRR VSY = 4.5 V to 55 V 150 160 dB −40°C ≤ TA ≤ +125°C 145 dB Supply Current per Amplifier ISY IOUT = 0 mA 830 900 µA −40°C ≤ TA ≤ +125°C 950 µA

DYNAMIC PERFORMANCE Slew Rate SR+ RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 1.7 V/µs SR- RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 0.8 V/µs Gain Bandwidth Product GBP VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 100 2.7 MHz Unity-Gain Crossover UGC VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1 3 MHz −3 dB Closed-Loop Bandwidth f−3 dB VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 6.5 MHz Phase Margin ΦM VIN = 10 mV p-p, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AVO = 1 64 Degrees Settling Time to 0.1% tS VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 12 µs Settling Time to 0.01% tS VIN = 10 V step, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF, AV = 1 14 µs Channel Separation CS VIN = 10 V p-p, f = 10 kHz, RL = 10 kΩ, CL = 50 pF 98 dB EMI Rejection Ratio of +IN x EMIRR VIN = 100 mVPEAK, f = 400 MHz 72 dB VIN = 100 mVPEAK, f = 900 MHz 80 dB VIN = 100 mVPEAK, f = 1800 MHz 83 dB VIN = 100 mVPEAK, f = 2400 MHz 85 dB

NOISE PERFORMANCE Total Harmonic Distortion + Noise THD + N AV = +1, f = 1 kHz, VIN = 10 V rms

BW = 80 kHz 0.0007 % BW = 500 kHz 0.003 %

Peak-to-Peak Voltage Noise eN p-p AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz 117 nV p-p Voltage Noise Density eN AV = 100, f = 1 kHz 5.8 nV/√Hz Peak-to-Peak Current Noise iN p-p AV = 100, f = 0.1 Hz to 10 Hz 16 pA p-p Current Noise Density iN AV = 100, f = 1 kHz 0.8 pA/√Hz

データシート ADA4522-2

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絶対最大定格 表 5.

Parameter Rating Supply Voltage 60 V Input Voltage (V−) − 300 mV to (V+) + 300 mV Input Current1 ±10 mA Differential Input Voltage ±5 V Output Short-Circuit Duration to

Ground Indefinite

Temperature Range Storage −65°C to +150°C Operating −40°C to +125°C Junction −65°C to +150°C Lead Temperature

(Soldering, 60 sec) 300°C

1 入力ピンには、電源ピンへのクランプ・ダイオードが付いています。入力信

号が電源レールを 0.3 V 以上超えるときは、入力電流を 10 mA 以下に制限す

る必要があります。

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製品動作を定めたものではあり

ません。製品を長時間絶対最大定格状態に置くと製品の信頼性

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、デバイスを標準 4 層 JEDEC ボードにハンダ付けした状

態で規定。

表 6. 熱抵抗

Package Type θJA θJC Unit 8-Lead MSOP (RM-8) 190 44 °C/W 8-Lead SOIC (R-8) 158 43 °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。

データシート ADA4522-2

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ピン配置およびピン機能説明 OUT A 1

–IN A 2

+IN A 3

V– 4

V+8

OUT B7

–IN B6

+IN B5

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(Not to Scale)

1316

8-00

2

図 3.ピン配置

表 7.ピンの機能説明

ピン番号 記号 説明 1 OUT A チャンネル A の出力 2 −IN A チャンネル A の反転入力 3 +IN A チャンネル A の非反転入力 4 V− 負電源電圧 5 +IN B チャンネル B の非反転入力 6 −IN B チャンネル B の反転入力 7 OUT B チャンネル B の出力 8 V+ 正電源電圧

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代表的な性能特性 特に指定のない限り、TA = 25 °C。

90

0

10

20

30

40

50

60

70

80

–5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5

NU

MB

ER O

F A

MPL

IFIE

RS

VOS (µV)

VSY = ±2.5VVCM = VSY/2600 CHANNELSMEAN = 0.10µVSTD DEV. = 0.59µV

1316

8-00

3

図 4. 入力オフセット電圧の分布、VSY = ±2.5 V

80

0

10

20

30

40

50

60

70

–5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5

NU

MB

ER O

F A

MPL

IFIE

RS

VOS (µV)

VSY = ±15VVCM = VSY/2600 CHANNELSMEAN = 0.31µVSTD DEV. = 0.62µV

1316

8-00

4

図 5. 入力オフセット電圧の分布、VSY = ±15 V

70

0

10

20

30

40

50

60

–5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5

NU

MB

ER O

F A

MPL

IFIE

RS

VOS (µV)

VSY = ±27.5VVCM = VSY/2600 CHANNELSMEAN = 0.69µVSTD DEV. = 0.81µV

1316

8-00

5

図 6. 入力オフセット電圧の分布、VSY = ±27.5 V

35

0

5

10

15

20

25

30

–30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 2520 30

NU

MB

ER O

F A

MPL

IFIE

RS

TCVOS (nV/°C)

VSY = ±2.5V–40°C ≤ TA ≤ +125°C160 CHANNELSMEAN = –1.19nV/°CSTD DEV. = 1.82nV/°C

1316

8-00

6

図 7. 入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = ±2.5 V

35

0

5

10

15

20

25

30

–30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 2520 30

NU

MB

ER O

F A

MPL

IFIE

RS

TCVOS (nV/°C)

VSY = ±15V–40°C ≤ TA ≤ +125°C160 CHANNELSMEAN = –2.48nV/°CSTD DEV. = 2.65nV/°C

1316

8-00

7

図 8. 入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = ±15 V

35

0

5

10

15

20

25

30

–30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 2520 30

NU

MB

ER O

F A

MPL

IFIE

RS

TCVOS (nV/°C)

VSY = ±27.5V–40°C ≤ TA ≤ +125°C160 CHANNELSMEAN = –4.54nV/°CSTD DEV. = 4.01nV/°C

1316

8-00

8

図 9. 入力オフセット電圧ドリフトの分布、VSY = ±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 10/28 －

5

–5

–3

1

–1

3

0 1.0 3.02.0 3.5

V OS

(µV)

VCM (V)

VSY = 5V20 CHANNELS

1316

8-00

9

図 10. 同相モード電圧 (VCM)対入力オフセット電圧 (VOS) VSY = 5 V

5

–5

–3

1

–1

3

0 5.0 25.015.010.0 20.0 28.5

V OS

(µV)

VCM (V)

VSY = 30V20 CHANNELS

1316

8-01

0

図 11. 同相モード電圧 (VCM)対入力オフセット電圧 (VOS) VSY = 30 V

5

–5

–3

1

–1

3

0 5.0 45.025.015.0 35.010.0 50.030.020.0 40.0 53.5

V OS

(µV)

VCM (V)

VSY = 55V20 CHANNELS

1316

8-01

1

図 12. 同相モード電圧 (VCM)対入力オフセット電圧 (VOS) VSY = 55 V

2000

–500

0

1000

500

1500

0 0.5 2.51.51.0 3.02.0 3.5

I B (p

A)

VCM (V)

+125°C+85°C+25°C–40°C

VSY = 5V

1316

8-01

2

図 13. 同相モード電圧 (VCM)対入力バイアス電流 (IB) VSY = 5 V

3000

–500

0

2000

1000

1500

500

2500

0 5.0 25.015.010.0 20.0 28.5

I B (p

A)

VCM (V)

+125°C+85°C+25°C–40°C

VSY = 30V

1316

8-01

3

図 14. 同相モード電圧 (VCM)対入力バイアス電流 (IB) VSY = 30 V

5000

–500

0

3500

1500

2500

500

4500

3000

1000

2000

4000

0 10.0 50.030.020.0 40.05.0 45.025.015.0 35.0 53.5

I B (p

A)

VCM (V)

+125°C+85°C+25°C–40°C

VSY = 55V13

168-

014

図 15. 同相モード電圧 (VCM)対入力バイアス電流 (IB) VSY = 55 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 11/28 －

1600

–400

–200

1200

400

800

0

1000

200

600

1400

–50 0 10050–25 7525 125

I B (p

A)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±2.5VVCM = VSY/2

IB+IB–IOS

1316

8-01

5

図 16. 入力バイアス電流 (IB)の温度特性、VSY = ±2.5 V

2500

–500

0

1500

500

1000

2000

–50 0 10050–25 7525 125

I B (p

A)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±15VVCM = VSY/2

IB+IB–IOS

1316

8-01

7

図 17. 入力バイアス電流 (IB)の温度特性、VSY = ±15 V

VSY = ±2.5V TO ±27.5V100k

0.1

100

1

10

1k

10k

0.001 0.1 100.01 1 100

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

H) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

ILOAD (mA)

1316

8-02

4

+125°C+85°C+25°C–40°C

図 18. 負荷電流 (ILOAD)対電源レールから 出力電圧ハイ (VOH) までの電圧

4000

–1000

–500

3000

1000

2000

0

2500

500

1500

3500

–50 0 10050–25 7525 125

I B (p

A)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±27.5VVCM = VSY/2

IB+IB–IOS

1316

8-01

6

図 19. 入力バイアス電流 (IB)の温度特性、VSY = ±27.5 V

1.0

0

0.4

0.2

0.6

0.8

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

I SY

PER

AM

P (m

A)

VSY (V)

+125°C+85°C+25°C–40°C

1316

8-02

5

図 20. 電源電圧 (VSY)対アンプあたりの電源電流 (ISY)

100k

0.1

100

1

10

1k

10k

0.001 0.1 100.01 1 100

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

L) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

ILOAD (mA)

VSY = ±2.5V TO ±27.5V

1316

8-02

7

+125°C+85°C+25°C–40°C

図 21. 負荷電流 (ILOAD)対電源レールからの 出力電圧ロー(VOL) までの電圧

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 12/28 －

150

0

25

100

50

75

125

–50 0 12510050–25 7525 150

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

H) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

TEMPERATURE (°C)

RL = 2kΩ

VSY = ±2.5V

RL = 10kΩ

1316

8-01

8

図 22. 電源レールから出力ハイ (VOH)までの電圧の温度特性、VSY = ±2.5 V

200

0

25

100

50

75

125

150

175

–50 0 12510050–25 7525 150

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

H) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

TEMPERATURE (°C)

RL = 10kΩ

VSY = ±15V

RL = 100kΩ

1316

8-01

9

図 23. 電源レールから出力ハイ (VOH)までの電圧の温度特性、VSY = ±15 V

350

0

50

200

100

150

250

300

–50 0 12510050–25 7525 150

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

H) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±27.5V

RL = 100kΩ

RL = 10kΩ

1316

8-02

0

図 24. 電源レールから出力ハイ (VOH)までの電圧の温度特性、VSY = ±27.5 V

150

0

25

100

50

75

125

–50 0 12510050–25 7525 150

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

L) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±2.5V

RL = 10kΩ

RL = 2kΩ

1316

8-02

1

図 25. 電源レールから出力ロー(VOL)までの電圧の温度特性、VSY = ±2.5 V

200

0

25

100

50

75

125

150

175

–50 0 12510050–25 7525 150

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

L) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±15V

RL = 100kΩ

RL = 10kΩ

1316

8-02

2

図 26. 電源レールから出力ロー(VOL)までの電圧の温度特性、VSY = ±15 V

350

0

50

200

100

150

250

300

–50 0 12510050–25 7525 150

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(VO

L) T

O S

UPP

LY R

AIL

(mV)

TEMPERATURE (°C)

VSY = ±27.5V

RL = 100kΩ

RL = 10kΩ

1316

8-02

3

図 27. 電源レールから出力ロー(VOL)までの電圧の温度特性、VSY = ±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 13/28 －

140

0

40

20

80

120

60

100

10 100 1k 10k 100k 1M 10M

CM

RR

(dB

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±2.5V TO ±27.5V

1316

8-03

0

図 28. CMRR の周波数特性

1k

0.001

0.01

1

100

0.1

10

100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

OU

TPU

T IM

PED

AN

CE

(Ω)

FREQUENCY (Hz)

AV = +100AV = +10AV = +1

1316

8-03

1

VSY = ±2.5V TO ±27.5V

図 29. クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性

120

–40

20

0

–20

60

100

40

80

135

–45

0

45

90

100 1k 10k 100k 1M 10M

OPE

N-L

OO

P G

AIN

(dB

)

PHA

SE M

AR

GIN

(Deg

rees

)

FREQUENCY (Hz)

CL = 50pFCL = 100pFCL = 50pFCL = 100pF

1316

8-02

6

PHASE

GAIN

VSY = ±2.5V TO ±27.5VRL = 10kΩ

図 30. オープン・ループ・ゲインおよび位相マージンの周波数

特性

140

–20

0

40

20

80

120

60

100

100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

PSR

R (d

B)

FREQUENCY (Hz)

PSRR+PSRR–

VSY = ±2.5V TO ±27.5V

1316

8-03

2

図 31. PSRR の周波数特性

0.840

0.805

0.815

0.810

0.825

0.835

0.820

0.830

–50 –25 0 25 50 75 100 125 150

I SY

PER

AM

P (m

A)

TEMPERATURE (°C)

5V30V55V

1316

8-02

8

図 32. アンプあたりの電源電流 (ISY) の温度特性

60

–20

10

0

–10

30

50

20

40

100 1k 10k 100k 1M 10M

CLO

SED

-LO

OP

GA

IN (d

B)

FREQUENCY (Hz)

AV = +100AV = +10AV = +1

VSY = ±2.5V TO ±27.5V

1316

8-02

9

図 33. クローズド・ループ・ゲインの周波数特性

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 14/28 －

2.0

–2.0

–1.0

–1.5

0

1.5

1.0

–0.5

0.5

VOLT

AG

E (V

)

TIME (4µs/DIV)

VSY = ±2.5VVIN = 2V p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pFRS_IN+ = 100ΩRS_IN– = 100Ω

1316

8-03

4

図 34. 大信号過渡応答、VSY = ±2.5 V

15

–15

–10

–5

0

5

10

VOLT

AG

E (V

)

TIME (10µs/DIV)

VSY = ±15VVIN = 20V p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pFRS_IN+ = 100ΩRS_IN– = 100Ω

1316

8-03

5

図 35. 大信号過渡応答、VSY = ±15 V

30

–30

–20

–10

0

10

20

VOLT

AG

E (V

)

TIME (10µs/DIV)

VSY = ±27.5VVIN = 50V p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pFRS_IN+ = 100ΩRS_IN– = 100Ω

1316

8-03

6

図 36. 大信号過渡応答、VSY = ±27.5 V

0.08

–0.08

–0.06

–0.04

–0.02

0

0.02

0.04

0.06

VOLT

AG

E (V

)

TIME (400ns/DIV)

VSY = ±2.5VVIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1316

8-03

7

図 37. 小信号過渡応答、VSY = ±2.5 V

0.08

–0.08

–0.06

–0.04

–0.02

0

0.02

0.04

0.06

VOLT

AG

E (V

)

TIME (400ns/DIV)

VSY = ±15VVIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1316

8-03

8

図 38. 小信号過渡応答、VSY = ±15 V

0.08

–0.08

–0.06

–0.04

–0.02

0

0.02

0.04

0.06

VOLT

AG

E (V

)

TIME (400ns/DIV)

VSY = ±27.5VVIN = 100mV p-pAV = +1RL = 10kΩCL = 100pF

1316

8-03

9

図 39. 小信号過渡応答、VSY = ±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 15/28 －

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

010 100 1000

OVE

RSH

OO

T (%

)

LOAD CAPACITANCE (pF)

OS+

VSY = ±2.5VRL = 10kΩAV = +1VIN = 100mV p-p

OS–

1316

8-04

0

図 40. 負荷容量対小信号オーバーシュート(OS) VSY = ±2.5 V

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

010 100 1000

OVE

RSH

OO

T (%

)

LOAD CAPACITANCE (pF)

OS+

VSY = ±15VRL = 10kΩAV = +1VIN = 100mV p-p

OS–

1316

8-04

1

図 41. 負荷容量対小信号オーバーシュート(OS) VSY = ±15 V

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

010 100 1000

OVE

RSH

OO

T (%

)

LOAD CAPACITANCE (pF)

OS+

VSY = ±27.5VRL = 10kΩAV = +1VIN = 100mV p-p

OS–

1316

8-04

2

図 42. 負荷容量対小信号オーバーシュート(OS) VSY = ±27.5 V

0

–140

–120

–100

–80

–60

–40

–20

0.01 1 1000.1 10

CH

AN

NEL

SEP

AR

ATI

ON

(dB

)

FREQUENCY (kHz)

VSY = ±2.5VAV = –10RL = 10kΩ

VIN = 0.5V p-pVIN = 1V p-pVIN = 2V p-p

1316

8-04

3

図 43. チャンネル・セパレーションの周波数特性 VSY = ±2.5 V

0

–140

–120

–100

–80

–60

–40

–20

0.01 1 1000.1 10

CH

AN

NEL

SEP

AR

ATI

ON

(dB

)

FREQUENCY (kHz)

VSY = ±15VAV = –10RL = 10kΩ

VIN = 5V p-pVIN = 10V p-pVIN = 25V p-p

1316

8-04

4

図 44. チャンネル・セパレーションの周波数特性 VSY = ±15 V

0

–140

–120

–100

–80

–60

–40

–20

0.01 1 1000.1 10

CH

AN

NEL

SEP

AR

ATI

ON

(dB

)

FREQUENCY (kHz)

VSY = ±27.5VAV = –10RL = 10kΩ

VIN = 10V p-pVIN = 30V p-pVIN = 50V p-p

1316

8-04

5

図 45. チャンネル・セパレーションの周波数特性 VSY = ±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 16/28 －

100

10

1

0.1

0.01

0.001

0.00010.001 10.10.01

THD

+ N

(%)

AMPLITUDE (V rms)

VSY = ±2.5VAV = +1FREQUENCY = 1kHzRL = 10kΩ

80kHz LOW-PASS FILTER500kHz LOW-PASS FILTER

1316

8-05

0

図 46. 出力振幅対 THD + N、VSY = ±2.5 V

100

10

1

0.1

0.01

0.001

0.00010.001 1010.10.01

THD

+ N

(%)

AMPLITUDE (V rms)

VSY = ±15VAV = +1FREQUENCY = 1kHzRL = 10kΩ

80kHz LOW-PASS FILTER500kHz LOW-PASS FILTER

1316

8-05

1

図 47. 出力振幅対 THD + N、VSY = ±15 V

100

10

1

0.1

0.01

0.001

0.00010.001 1010.10.01

THD

+ N

(%)

AMPLITUDE (V rms)

VSY = ±27.5VAV = +1FREQUENCY = 1kHzRL = 10kΩ

80kHz LOW-PASS FILTER500kHz LOW-PASS FILTER

1316

8-05

2

図 48. 出力振幅対 THD + N、VSY = ±27.5 V

1

0.1

0.01

0.001

0.000110 100k10k1k100

THD

+ N

(%)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±2.5VAV = +1RL = 10kΩVIN = 0.6V rms

80kHz LOW-PASS FILTER500kHz LOW-PASS FILTER

1316

8-05

3

図 49. THD + N の周波数特性、VSY = ±2.5 V

1

0.1

0.01

0.001

0.000110 100k10k1k100

THD

+ N

(%)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±15VAV = +1RL = 10kΩVIN = 6V rms

80kHz LOW-PASS FILTER500kHz LOW-PASS FILTER

1316

8-05

4

図 50. THD + N の周波数特性、VSY = ±15 V

1

0.1

0.01

0.001

0.000110 100k10k1k100

THD

+ N

(%)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±27.5VAV = +1RL = 10kΩVIN = 10V rms

80kHz LOW-PASS FILTER500kHz LOW-PASS FILTER

1316

8-05

5

図 51. THD + N の周波数特性、VSY = ±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 17/28 －

0.2

–0.2

–0.6

–1.0

–1.4

0

–0.4

–0.8

–1.2

7

5

3

1

–1

6

4

2

0

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (1µs/DIV)

VSY = ±2.5VVIN = 350mV p-pRL = 10kΩCL = 100pFAV = –10

VIN

VOUT

1316

8-05

6

図 52. 正側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±2.5 V

2

–2

–3

–10

–14

0

–4

–8

–12

35

25

15

5

–5

30

20

10

0

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (4µs/DIV)

VSY = ±15VVIN = 2V p-pRL = 10kΩCL = 100pFAV = –10

VIN

VOUT

1316

8-05

7

図 53. 正側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±15 V

2

–2

–3

–10

–14

0

–4

–8

–12

70

50

30

10

–10

60

40

20

0

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (10µs/DIV)

VSY = ±27.5VVIN = 4V p-pRL = 10kΩCL = 100pFAV = –10

VIN

VOUT

1316

8-05

8

図 54. 正側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±27.5 V

0.4

0

–0.4

–0.8

–1.2

0.2

–0.2

–0.6

–1.0

5

3

1

–1

–3

4

2

0

–2

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (1µs/DIV)

VSY = ±2.5VVIN = 350mV p-pRL = 10kΩCL = 100pFAV = –10

VIN

VOUT

1316

8-05

9

図 55. 負側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±2.5 V

6

2

–2

–6

–10

4

0

–4

–8

20

10

0

–10

–20

15

5

–5

–15

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (2µs/DIV)

VSY = ±15VVIN = 2V p-pRL = 10kΩCL = 100pFAV = –10

VIN

VOUT

1316

8-06

0

図 56. 負側オーバーロード・リカバリ、VSY = ±15 V

6

2

–2

–6

–10

4

0

–4

–8

40

20

0

–20

–40

30

10

–10

–30

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (4µs/DIV)

VSY = ±27.5VVIN = 4V p-pRL = 10kΩCL = 100pFAV = –10

VIN

VOUT

1316

8-06

1

図 57. 負側過負オーバーロード・リカバリ、VSY = ±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 18/28 －

100

10

110 100k 100M10k 10M1k100 1M

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±2.5VAV = +1

1316

8-06

2

図 58. 電圧ノイズ密度、VSY = ±2.5 V

100

10

110 100k 100M10k 10M1k100 1M

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±15VAV = +1

1316

8-06

3

図 59. 電圧ノイズ密度、VSY = ±15 V

100

10

110 100k 100M10k 10M1k100 1M

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±27.5VAV = +1

1316

8-06

4

図 60. 電圧ノイズ密度、VSY = ±27.5 V

100

10

1

0.110 100k 1M10k1k100

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

AV = +100 5V30V55V

1316

8-06

5

図 61. 電圧ノイズ密度、Av = +100

INPU

T R

EFER

RED

VO

LTA

GE

(nV)

TIME (1s/DIV)

VSY = ±15V AND ±27.5VAV = +100PEAK-TO-PEAK NOISE = 117nV p-p

1316

8-06

6

–100

–75

–50

–25

0

25

50

75

100

図 62. 0.1 Hz～10 Hz でのノイズ

100

10

110 100k10k1k100

CU

RR

ENT

NO

ISE

DEN

SITY

(pA

/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

RS = 100kΩAV = +100

VSY = ±2.5VVSY = ±15VVSY = ±27.5V

1316

8-06

7

図 63. 電流ノイズ密度

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 19/28 －

INPU

T VO

LTA

GE

(1V/

DIV

)

TIME (2µs/DIV)

VSY = ±2.5VRL = 10kΩCL = 50pFDUT AV = –1

INPUT

OUTPUT+10mV0–10mV

+1V

0

–1V

ERROR BANDPOST GAIN = 10

1316

8-04

6

図 64. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム VSY = ±2.5 V

INPU

T VO

LTA

GE

(5V/

DIV

)

TIME (4µs/DIV)

VSY = ±15V AND ±27.5VRL = 10kΩCL = 50pFDUT AV = –1

INPUT

OUTPUT+50mV

0

–50mV

ERROR BANDPOST GAIN = 10

1316

8-04

7

+5V

0

–5V

図 65. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム VSY = ±15 V および±27.5 V

60

0

10

30

50

20

40

100 1k 10k 100k 1M 10M

OU

TPU

T VO

LTA

GE

SWIN

G (V

p-p

)

FREQUENCY (Hz)

RL = 10kΩAV = –1

VIN = ±26.0VVSY = ±27.5V

VIN = ±13.5VVSY = ±15.0V

VIN = ±1.0VVSY = ±2.5V

1316

8-03

3

図 66. 出力電圧振幅の周波数特性

INPU

T VO

LTA

GE

(1V/

DIV

)

TIME (2µs/DIV)

VSY = ±2.5VRL = 10kΩCL = 50pFDUT AV = –1

INPUT

OUTPUT

+10mV0–10mV

ERROR BANDPOST GAIN = 10

1316

8-04

8

+1V

0

–1V

図 67. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム VSY = ±2.5 V

INPU

T VO

LTA

GE

(5V/

DIV

)

TIME (4µs/DIV)

VSY = ±15V AND ±27.5VRL = 10kΩCL = 50pFDUT AV = –1

INPUT

OUTPUT+50mV

0

–50mV

ERROR BANDPOST GAIN = 10

1316

8-04

9

+5V

0

–5V

図 68. 0.1%への立ち下がりセトリング・タイム VSY = ±15 V および±27.5 V

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 20/28 －

アプリケーション情報 ADA4522-2 は、超低ノイズ、高電圧、ゼロ・ドリフト、レール

to レール出力のデュアル・オペアンプです。特許取得済みのチ

ョッピング技術を採用して、5 µV の超低入力オフセット電圧と

最大 22 nV/°C の低入力オフセット電圧ドリフトを実現していま

す。同相モード電圧変化と電源変動から発生するオフセット電

圧誤差もチョッピング技術で補正されるため、160 dB (typ)のCMRR と 30 V電源電圧で 160 dBの PSRR が得られています。 ADA4522-2 の動作電圧範囲は、±2.25 V (すなわち 4.5 V) ～±27.5 V (すなわち 55 V)です。このデバイスは、入力電圧範囲に

負側電源レールを含む単電源アンプです。広帯域ノイズは、

5.8 nV/√Hz (f = 1 kHz、AV = 100)と低く、1/f ノイズ成分は小さく

なっています。これらの性能は、高精度アプリケーションでの

低レベル信号の増幅に最適です。このようなアプリケーション

の例としては、重量計、高精度電流検出、高電圧バッファ、温度

センサーのシグナル・コンディショニングなどがあります。

動作原理 図 69 に、ADA4522-2 アーキテクチャのブロック図を示します。

このアーキテクチャは、入力 EMI フィルタおよびクランプ回路、

3 段のゲイン・ステージ (Gm1、Gm2、Gm3)、入力および出力チョ

ッピング回路 (CHOPIN と CHOPOUT)、クロック・ジェネレータ、

オフセットおよびリップル補正ループ回路、周波数補償コンデ

ンサ (C1、C2、C3)、サーマル・シャットダウン回路から構成さ

れています。

入力フロントエンドに EMI フィルタと、内部回路を静電気放電 (ESD) ストレスと過渡時の高電圧から保護するため、クランプ

回路が内蔵されています。アンプの EMI 除去機能は、EMI 除去

比のセクションで説明します。

CHOPIN と CHOPOUT は、クロック・ジェネレータから制御され、

4.8 MHz で動作します。入力ベースバンド信号は、最初に

CHOPIN により変調されます。次に、CHOPOUT により入力信号

が復調されます。また入力トランス・コンダクタンス・アンプ

Gm1 の mV レベルの入力オフセット電圧と 1/f ノイズが 4.8 MHzのチョッピング周波数で変調されます。チョッピング回路は低

周波帯の誤差を除去しますが、この回路によりチョッピング周

波数にチョッピング・ノイズが発生してしまいます。このため、

800 kHz で動作する特許取得済みのオフセットおよびリップル

補正ループが使われます。この周波数は、アンプのスイッチン

グ周波数です。この回路がチョッピング・ノイズを減少させる

ため、ADA4522-2 はノイズが小さく抑えながら高いチョッピン

グ周波数を使うことができます。

サーマル・シャットダウン回路は、チップが過熱したとき回路

をシャットダウンさせます。これについてはサーマル・シャッ

トダウンのセクションで詳しく説明します。

Gm1 Gm2 Gm3

EMIFILTER

ANDCLAMP

THERMALSHUTDOWN

OFFSETAND RIPPLE

CORRECTIONLOOP

+INx

–INx

CHOPIN CHOPOUT

C3

OUT

C2

C1

4.8MHz CLOCKS800kHz CLOCKS

CLOCKGENERATOR

1316

8-06

8

図 69. ADA4522-2 のブロック図

内蔵入力 EMI フィルタとクランプ回路 図 70 に入力 EMI フィルタとクランプ回路を示します。

ADA4522-2 は、入力と各電源レールとの間に接続された ESD 保

護ダイオード (D1、D2、D3、D4)を内蔵しています。これらの

ダイオードは、静電気放電（ESD）と通常動作時の逆バイアス

から入力トランジスタを保護します。この保護方式では、電源

電圧より約 300 mVまで高い電圧を永久的な損傷なしにいずれか

の入力に加えることが許容されます。詳細については、絶対最

大定格セクションの表 5 を参照してください。

EMI フィルタは、2 個の 200 Ω 入力直列抵抗 (RS1と RS2)、2 個の

同相モード・コンデンサ (CCM1 と CCM2)、差動コンデンサ (CDM)から構成されています。これらの RC 回路は、−3 dB ローパス・

カットオフ周波数を同相モード信号に対しては 50 MHz に、差

動信号に対しては 33 MHz に、それぞれ設定します。EMI フィ

ルタの後ろに、高い過渡電圧入力から内部回路デバイスを保護す

るために、互いに逆向きのダイオード (D5 と D6)が接続されてい

ます。 各ダイオードの順方向オン電圧は約 1 Vです。ADA4522-2に対する高い過渡電圧入力の影響については、大信号過渡応答の

セクションを参照してください。 絶対最大定格 (表 5)に規定するように、最大入力差動電圧は±5 Vに制限されます。±5 V を超える電圧を加えると、±10 mA を超え

る連続電流が逆向きダイオードの一方に流れます。このために長

時間信頼性が低下して、デバイスが恒久的に損傷されることがあ

ります。 V+

+INx

–INx

V–

RS1200Ω

RS2200Ω

D1

D2 D5 D6

D4

D3 CCM1 CDM

CCM2

1316

8-06

9

図 70. 入力 EMI フィルタとクランプ回路

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 21/28 －

サーマル・シャットダウン ADA4522-2 は、アンプの各チャンネルに対してサーマル・シャ

ットダウン回路を内蔵しています。サーマル・シャットダウン

回路は、チップ過熱状態で内部デバイスが損傷するのを防止し

ます。過熱は、高い周囲温度、高い電源電圧、および／または

大きい出力電流により発生します。表 5 に規定するように、ジ

ャンクション温度が 150°C を超えないように注意する必要があ

ります。

デバイスの総合消費電力 (PD) とパッケージの周囲温度 (TA) の 2つの条件がジャンクション温度 (TJ)に影響を与えます。次式を

使ってジャンクション温度を近似します。 TJ = PD × θJA + TA (1)

ここで、θJAはチップ―周囲間の熱抵抗 (表 6 参照)。

総合消費電力は、デバイスの静止電力とアンプ全チャンネルの

負荷駆動に必要な電力の和です。負荷に対する電流ソース時の

アンプあたりの消費電力 (PD_PER_AMP)は、式 2 で表されます。 PD_PER_AMP = (VSY+ − VSY−) × ISY_PER_AMP + IOUT × (VSY+ − VOUT) (2)

電流シンクの場合は、式 2 の (VSY+ − VOUT)を(VOUT − VSY−)で置き

換えてください。 また、ADA4522-2 の総合消費電力を計算する際にアンプの両チ

ャンネルの消費電力を加算するように注意してください。

サーマル・シャットダウン回路は、ジャンクション温度が 150°Cを超えた場合にデバイスに損傷を与えないことを保証するもので

はありませんが、内蔵サーマル・シャットダウン機能は恒久的損

傷の防止または損傷の軽減に役立ちます。各アンプ・チャンネル

は、ヒステリシス付きの温度センサーで構成されたサーマル・シ

ャットダウン回路を内蔵しています。

ジャンクション温度が 190°C に到達すると直ちに、サーマル・

シャットダウン回路がアンプをシャットダウンさせます。2 つ

のサーマル・シャットダウン回路のどちらか一方でもアクティ

ブになると、そのチャンネルがディスエーブルされます。アンプ

がディスエーブルされると、出力がオープン状態になり、チャン

ネル静止電流が 0.1 mA に減少します。ジャンクション温度が

160°C を下回ると、サーマル・シャットダウン回路がアンプをイ

ネーブルさせるため、静止電流は typ値まで増加します。

不要な過剰出力電流によりチップが過熱する場合は、サーマ

ル・シャットダウン回路はこの動作を繰り返します。ジャンク

ション温度は 190°C に達するまで上昇し、どちらかのチャンネ

ルがディスエーブルされます。次に、ジャンクション温度が

160°C を下回ると、チャンネルが再度イネーブルされます。そ

の後、このプロセスが繰り返されます。

入力保護 ADA4522-2 のどちらかの入力が片方の電源レールを 300 mV 以

上上回ると、内蔵入力 EMI フィルタおよびクランプ回路のセク

ションで説明した ESD ダイオードが順方向バイアスされて、大

きな電流が流れます。この大きな電流を制限しないとデバイス

に恒久的な損傷を与えることがあります。入力で過電圧状態が

予測される場合、各入力に直列に抵抗を接続して入力電流を最大

±10 mA に制限してください。ただし、この抵抗による回路全体

に対する抵抗熱ノイズ（ジョンソン・ノイズ）の影響を考慮し

てください。

±15 V の電源電圧で、ADA4522-2 の広帯域電圧ノイズは約

7.3 nV/√Hz (ゲイン= 1)で、1 kΩ 抵抗の熱ノイズは 4 nV/√Hz にな

ります。1 kΩ 抵抗を追加すると、総合ノイズが 8.3 nV/√Hz に増

加します。

単電源とレール to レール出力 ADA4522-2 は、入力電圧範囲に下側電源レールを含む単電源ア

ンプです。これは、入力同相モード電圧が下側電源レールであ

るアプリケーション(例えばグラウンド検出)に最適です。これ

に対して、アンプ出力はレール to レールです。図 71 に、電源

電圧±15 V でユニティ・ゲイン・バッファとして構成された

ADA4522-2 の入力と出力の波形を示します。入力電圧が±15 Vの場合、低い出力電圧では入力電圧に追従し、大きい出力振幅

では、入力が入力電圧範囲を超えると(−15 V ≤ IVR ≤ +13.5 V)、クランプされて歪みますが、 位相反転はありません。

20

10

0

–10

–20

15

5

–5

–15

20

10

0

–10

–20

15

5

–5

–15

INPU

T VO

LTA

GE

(V)

OU

TPU

T VO

LTA

GE

(V)

TIME (400s/DIV)

VSY = ±15VAV = +1VIN

VOUT

1316

8-07

0

図 71.過大入力でも位相反転は発生しません

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 22/28 －

30

–30

–20

–10

0

10

20

VOLT

AG

E (V

)

TIME (10µs/DIV)

VSY = ±27.5V

RS_IN–100Ω

RS_IN+100Ω

VSY+

VSY–

ADA4522-2

100pF 10kΩVOUT

VIN = 50V p-p

1316

8-07

1

図 72. 大信号過渡応答の例

大信号過渡応答 入力過渡電圧が大きい場合 (例えばステップ入力電圧)、ADA4522-2 をクローズド・ループ構成にした場合、内部の互いに逆向きの

ダイオードがその瞬間導通します。ここではステップ入力波形の

場合に、アンプをユニティ・ゲインに設定したケースで検討しま

す。この構成を図 72に示します。

非反転入力は入力信号源から駆動され、反転入力はアンプ出力

により駆動されます。最大アンプ出力電流は、入力ステップ関

数とアンプ入力端子の外部ソース抵抗に依存します。

ケース 1 外部ソース抵抗が小さい場合 (例えば図 72 で 100 Ω) または入力

ステップ関数が大きい場合、最大アンプ出力電流は仕様のセク

ションに規定する出力短絡電流に制限されます。また入力信号

とアンプ出力との間の最大電位差が最大アンプ出力電流と総合

入力抵抗 (内部および外部)をかけた電圧、および互いに逆向き

のダイオードのオン電圧により制限されます (入力 EMI フィル

タとクランプ回路のアーキテクチャについては図 70 参照)。ス

テップ信号で非反転入力電圧が変化すると、反転入力電圧 (した

がって出力電圧)は変化に迅速に追従しようとし、入力信号と可

能なアンプ出力との間の最大電位差に到達するまでこの追従が

続きます。その後、反転入力電圧は仕様のセクションで規定する

スルーレートで変化し始め、所望の出力に到達するまで動作しま

す。このため、図 72 に示すように、出力波形の立ち上がりエッ

ジと立下がりエッジの 2 つの部分が生じます。このテスト条件

では、入力／出力電流の大きさと継続時間が制限されるため、

アンプは損傷されません。

ケース 2 外部ソース抵抗が大きい場合、または入力ステップ関数が小さ

い場合、最大出力電流は入力信号とアンプ出力電圧(ステップ関

数の変化)の差をソース抵抗で除算した値との間の瞬時値に制限

されます。この最大出力電流は、アンプ出力短絡電流より低い

値です。このため、入力信号とアンプ出力との間の最大電位差

はステップ関数になります。出力電圧は所望出力に到達するま

で変化します。

このためには必要な場合、信号源と非反転入力の間の外付け抵

抗を大きくして入力電流を小さくします。同様に、反転入力と

出力の間の帰還ループに外付け抵抗を追加して出力電流を小さ

く制限します。アンプをクローズド・ループ・ゲインに設定す

ると、入力信号源は一般にかなり小さく、かつゲインと帰還抵

抗により電流が制限されるため、この大信号過渡応答は問題に

なりません。

互いに逆向きのダイオードは他の多くのアンプでも採用されて

います。これらのアンプは同様の変化をします。

ノイズに対する注意事項 1/f ノイズ 「ピンク・ノイズまたはフリッカ・ノイズ」とも呼ばれる 1/f ノイズは、半導体デバイスに固有のもので、周波数が小さくなる

と大きくなる特性があります。低い周波数では 1/f ノイズが支配

的なノイズ成分であるため、回路のノイズ・ゲインで増幅され

ると、大きな出力電圧オフセットが発生します。ただし、低周

波 1/f ノイズは ADA4522-2 においては低速で変化するオフセッ

トとして現れるため、チョッピング技術により大幅に取り除かれ

てしまいます。このため、ADA4522-2 は DC と低周波で、1/f ノイズに敏感な一般的な低ノイズ・アンプに比べて、遥かに小さ

いノイズを持つことができます。図 62 に、0.1 Hz～10 Hz ノイ

ズは僅か 117 nV p-p の小さいノイズであることを示します。

ソース抵抗 ADA4522-2 は、1 kHz で 5.8 nV/√Hz の広帯域ノイズ密度特性を

持つ (AV = 100)、現在業界に存在する最小ノイズの高電圧ゼ

ロ・ドリフト・アンプの 1 つです。このため、全体的な低ノイ

ズを維持するための入力ソース抵抗の選択は重要です。アンプ

の入力換算総合広帯域ノイズ(eN total)は、基本的に入力電圧ノイ

ズ、入力電流ノイズ、外付け抵抗のサーマル(ジョンソン)ノイ

ズの 3 つのタイプのノイズの関数になっています。

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 23/28 －

これらの互いに相関のないノイズ・ソースは、次式を使って 2乗和平均(rss)をとることにより合計値を求めることができます。

eN total = [eN2 + 4 kTRS + (iN × RS)2]1/2

ここで、 eNはアンプの入力電圧ノイズ密度 (V/√Hz)。 k はボルツマン定数 (1.38 × 10−23 J/K)。 T はケルビン(K)で表した温度。 RS は総合入力ソース抵抗 (Ω)。 iNはアンプの入力電流ノイズ密度 (A/√Hz)。 特定帯域幅での等価総合 rms ノイズは次のように表されます。

eN RMS = eN total BW

ここで、BW は Hz で表した帯域幅です。 この解析は、スイッチング周波数から 1 ディケード下（1/10）までの広帯域幅ノイズ計算に有効です。注目の帯域にスイッチ

ング周波数が含まれる場合は、スイッチング周波数でのノイズ

増加の影響を考慮するため計算はさらに複雑になります。 低いソース抵抗(RS < 1 kΩ)では、アンプの電圧ノイズが支配的

です。ソース抵抗が大きくなると、RS の熱ノイズが支配的にな

ります。ソース抵抗がさらに大きくなると(RS > 50 kΩ)、電流ノ

イズが総合入力ノイズの主な成分になります。

残留リップル 図 58、図 59、図 60に示すように、ADA4522-2は低い周波数で平

坦なノイズ・スペクトル密度を持ち、高い周波数でスペクトル密

度の増加とピークを持ちます。 最大ノイズ増加の中心周波数は 6 MHz で、高い周波数で入力ゲ

インが減少するために生じています。これは一般的な現象で他

のアンプにも見られます。ノイズ隆起の他に、チョッピング回路

に起因する急峻なピークが 4.8 MHz に見られます。ただし、この

大きさはオフセットおよびリップル補正ループにより大幅に減少

されます。この大きさは、アンプ・ユニットごとに、またはアン

プ周辺の回路ごとに、異なります。このピークはノイズ隆起に隠

れて、見落とされることがあります。

4.8 MHz のスイッチング・ノイズを削減するために設計された

オフセットおよびリップル補正ループも、800 kHz を中心とする

ノイズの増加を発生させ、さらにこのノイズ隆起の上にもう一つ

のノイズ・ピークを発生させます。隆起の大きさはほぼ一定で

すが、800 kHz ピークの大きさはユニットごとに異なります。

800 kHz のノイズ・ピークを持たないユニットもありますが、

1.6 MHz や 2.4 MHz のような 800 kHz の整数倍でピークを持つユ

ニットもあります。

これらのノイズ・ピークは小さいですが、チョッピング周波数

より高いクローズド・ループ周波数を持つアンプでは大きくな

ることがあります。ノイズ・スパイクを所望のレベルまで小さ

くするためには、アンプを高ゲインに設定するか、またはアン

プ出力にポスト・フィルタを使用します。

図 73 に、様々なゲイン設定での ADA4522-2 の電圧ノイズ密度

を示します。ゲインが高いほど、帯域幅が狭くなることに注意

してください。帯域幅ロールオフが早く始まるほど、高いノイ

ズ・スペクトルを効果的に除去します。 100

10

1100 1k 10k 100k 1M 10M 100M

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±15V

AV = +1

AV = +10AV = +100

1316

8-07

2

図 73. 様々なゲインでの電圧ノイズ密度

図 74 に、様々な周波数のポスト・フィルタの有無に対して、

ADA4522-2 の電圧ノイズ密度を示します。ポスト・フィルタは、

スイッチング周波数より下の帯域幅でのロールオフに寄与しま

す。この例では、800 kHz のノイズ・ピークが約 38 nV/√Hz です。

80 kHz のポスト・フィルタを使用する場合、ノイズ・ピークは

4.1 nV/√Hz に減少します。8 kHz のポスト・フィルタを使用する

場合、ノイズ・ピークはノイズ・フロアより低くなるため検出

できません。 100

10

11k 10k 100k 1M 10M 100M

VOLT

AG

E N

OIS

E D

ENSI

TY (n

V/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

AV = +1AV = +1 (POST FILTER AT 80kHz)AV = +1 (POST FILTER AT 8kHz)

1316

8-07

3

図 74. ポスト・フィルタ使用時の電圧ノイズ密度

電流ノイズ密度 図 75 に、ユニティ・ゲインに設定した ADA4522-2 の電流ノイ

ズ密度を示します。1 kHz の電流ノイズ密度は約 1.3 pA/√Hz で

す。電流ノイズ密度は、抵抗を流れる電流ノイズから発生する

電圧ノイズを測定することにより求めます。アンプの電流ノイ

ズ密度が小さいため、電圧ノイズは大きな値の抵抗を使って測

定されます。このケースでは、100 kΩ のソース抵抗を使ってい

ます。ただし、ソース抵抗とアンプおよびボードの入力容量と

組み合わさって、特定帯域幅でのロールオフが生じます。図 75は、ユニティ・ゲイン帯域幅で予想される場合よりかなり早く

に始まる電流ノイズ密度のロールオフを表していることに注意

してください。

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 24/28 －

10

1

0.110 100 1k 10k 100k

CU

RR

ENT

NO

ISE

DEN

SITY

(pA

/√H

z)

FREQUENCY (Hz)

VSY = ±2.5VVSY = ±15VVSY = ±27.5V

RS = 100kΩAV = +1

1316

8-07

4

図 75. ゲイン = 1 での電流ノイズ密度

EMI 除去比 回路性能は高周波 EMIから悪影響を受けることがあります。信号

強度が低く、伝送線が長い場合でも、オペアンプは入力信号を正

確に増幅する必要がありますが、すべてのオペアンプ・ピン(非反転入力、反転入力、正電源、負電源、出力の各ピン)は EMI 信

号の影響を受け易くなっています。これらの高周波信号は、伝導、

近距離放射、長距離放射などの種々の方法でオペアンプに混入し

ます。例えば、配線と PCB パターンがアンテナとして機能して

高周波 EMI信号を拾います。

アンプは比較的帯域が狭いため、EMI 信号または RF 信号を直

接増幅することはありません。しかし、入力デバイスの非直線

性のため、オペアンプはこれらの帯域外信号を整流して検出す

ることがあります。これらの高周波信号が整流されると、出力

に DC オフセットとして現れます。

ADA4522-2 は、入力ステージに EMI フィルタを内蔵しています。

電磁エネルギーが存在する中で ADA4522-2 が期待通りに動作す

る能力を規定するため、非反転ピンの電磁干渉除去比(EMIRR)が、仕様のセクションの表 2、表 3、表 4 で規定されています。

EMIRR 測定の数学的方法は、次のように定義されます。 EMIRR = 20log(VIN_PEAK/ΔVOS)

100

50

90

40

80

30

70

20

60

10

010M 100M 1G 10G

EMIR

R (d

B)

FREQUENCY (Hz)

55V30V5V

VIN = 100mV p-p

1316

8-07

5

図 76. EMIRR の周波数特性

容量性負荷に対する安定性 ADA4522-2 は、最大 250 pF までの容量負荷を任意の構成で安全

に駆動することができます。多くのアンプと同様に、規定より

大きな容量負荷を駆動すると、大きなオーバーシュート、リン

ギング、さらに発振も引き起こすことがあります。重い容量負

荷では位相マージンが減少して、アンプの周波数応答にピーク

が生じます。ピーキングは、時間領域のオーバーシュートまた

はリンギングとして表れます。このため、ADA4522-2 から 250 pF を超える負荷を駆動する場合は、外付け補償の使用が推奨さ

れます。この補償は安定性が最悪となるユニティ・ゲイン構成

で特に重要です。

容量負荷の駆動でオペアンプを迅速かつ容易に安定させる方法

は、アンプ出力端子と負荷容量の間に直列抵抗 RISO を接続する

ことです(図 77 参照)。RISO は、アンプ出力と帰還回路を容量負

荷から分離しますが、この補償方式では、負荷から見た出力イ

ンピーダンスが大きくなるため、ゲイン精度が低下します。

1/2

–VSY

VIN

+VSY

VOUT

CLADA4522-2

RISO

1316

8-07

6

図 77. アイソレーション抵抗 RISOによる安定性補償

図 78 に、様々な RISO値でのオーバーシュートの影響を示します。 60

25

50

55

45

20

40

15

35

10

30

5

010 100 1k

OVE

RSH

OO

T (%

)

LOAD CAPACITANCE (pF)

VSY = ±15VRL = 10kΩAV = +1VIN = 100mV p-p

OS+ (RISO = 0Ω)OS– (RISO = 0Ω)OS+ (RISO = 25Ω)OS– (RISO = 25Ω)OS+ (RISO = 50Ω)OS– (RISO = 50Ω)

1316

8-07

7

図 78. 様々な出力アイソレーション抵抗での、負荷容量対小信

号オーバーシュート

単電源計装アンプ ADA4522-2 は、極めて低いオフセット電圧とドリフト、高いオ

ープン・ループ・ゲイン、高い同相モード除去比、高い電源変

動除去比を持つため、ディスクリートの単電源計装アンプとし

て優れたオペアンプ選択肢になっています。

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 25/28 －

図 79 に、ADA4522-2 を使用した従来型の 3 オペアンプ型計装

アンプを示します。高い CMRR を求められる計装アンプにとっ

て重要なのは、抵抗比と相対ドリフトが一致している抵抗であ

ることです。真の差電圧増幅のためには、抵抗比の一致(R5/R2 = R6/R4)が重要です。抵抗は、製造許容誤差、経時変化、温度

変移により性能を決定する重要な要素です。仮に無限の同相モ

ード除去比を持つ理想的なユニティ・差電圧アンプであっては、

ここに 1%の抵抗マッチング誤差が生じれば同相モード除去比は

34 dB に低下します。このため、0.01%以上の抵抗精度が推奨さ

れます。

VIN1

VIN2

A1

A3

A2

RG1

RG2

R1

R3

R2

R4

R5

VOUT

R6

RG1 = RG2, R1 = R3, R2 = R4, R5 = R6VOUT = (VIN2 – VIN1) (1 + R1/RG1) (R5/R2)

1316

8-07

8

図 79. ディスクリート 3 オペアンプ構成の計装アンプ

ノイズ特性を犠牲にすることなく外付け抵抗を使うディスクリ

ート計装アンプを構築するときは、選択する抵抗値に注意して

ください。RG1と RG2は熱ノイズ（ジョンソン・ノイズ）を持ち、

これらが計装アンプの総合ノイズ・ゲインで増幅されるため、

出力での熱ノイズ成分を十分小さくし、かつ正確な測定値が得

られるように十分小さい値にする必要があります。表 8 に、出

力換算(RTO)に変換した外付け抵抗によるノイズ成分を示します。

表 8. 熱ノイズ成分の例

Resistor Value (kΩ)

Resistor Thermal Noise (nV/√Hz)

Thermal Noise RTO (nV/√Hz)

RG1 0.4 2.57 128.30 RG2 0.4 2.57 128.30 R1 10 12.83 25.66 R2 10 12.83 25.66 R3 10 12.83 25.66 R4 10 12.83 25.66 R5 20 18.14 18.14 R6 20 18.14 18.14 A1 と A2 は 1 + R1/RG1の高いゲインを持っていることに注意し

てください。このため、A1 と A2 には ADA4522-2 のような高精

度低オフセット電圧かつ低ノイズのアンプを使ってください。

これに対して、A3 ははるかに低いゲインで動作するため、オペ

アンプの要求される動作条件が異なります。計装アンプに入力

される全ノイズから換算されるこのアンプへの入力ノイズは、

初段のゲインで割り算されるため、それほど深刻ではありませ

ん。アンプの入力オフセット電圧と入力電圧ノイズも全体のノ

イズ・ゲインで増幅されることに注意してください。

ディスクリート計装アンプまたは差電圧アンプ (3 オペアンプ構

成の計装アンプの 2 ステージ目)は様々なアプリケーションで数

多く使用されているため、これらに対するノイズの影響を理解

することは重要です。ロード・セル／ストレーン・ゲージ・セ

ンサー・シグナル・コンディショニングのセクションと高精度

ローサイド電流シャント・センサーのセクションに、アプリケ

ーション内でディスクリート計装アンプまたは差電圧アンプと

して使用された ADA4522-2 を示します。

ロード・セル／ストレーン・ゲージ・センサーの

シグナル・コンディショニング ADA4522-2 は、極めて小さいオフセット、ドリフト、ノイズ性

能を持つため、高ゲインと高精度の低レベル・センサー出力の

シグナル・コンディショニングに適しています。重量計／ロー

ド・セルは、このような条件を持つアプリケーションの例です。

図 80 に、単電源高精度の重量計システムの構成を示します。

ADA4522-2 は、ロード・セルからの低レベル信号増幅のフロン

トエンドで使用されています。

PCB パターンを流れる電流により抵抗性の電圧降下が生じ、長

いパターンでは、この電圧降下が数 mV 以上になり、大きな誤

差を発生することがあります。1 oz 銅箔基板の 1 インチ長

0.005 インチ幅のパターンの抵抗は、室温で約 100 mΩ です。負

荷電流が 10 mA の場合、このパターン抵抗により 1 mV の誤差

が生じます。 このため、回路では 6 線式ロード・セルを使用しています。励

起、グラウンド、2 本の出力接続の他に 2 本のセンス・ピンが

あります。センス・ピンは、ホイートストン・ブリッジのハイ

サイド (励起ピン) とローサイド (グラウンド・ピン)に接続され

ます。このため、配線抵抗による電圧降下に無関係に、ブリッ

ジ電圧を正確に測定することができます。 2 本のセンス・ピン

を ADC リファレンス入力に接続して、 電源励起電圧の低周波

変化に対して耐性を持つレシオメトリック構成にすることもで

きます。

ADA4522-2 は、3 オペアンプ構成計装アンプの初段ステージと

して使われています。このアンプは、ロード・セルからの低レ

ベル振幅信号をゲイン = 1 + 2R1/RG で増幅します。コンデンサ C1 と C2 は、アンプの帰還ループ内に接続されるため、 R1 お

よび R2 と組み合わさってローパス・フィルタが構成されます。

これにより、Σ-Δ ADC（AD7791）に入力されるノイズの大きさ

が制限されます。さらに、C3、C4、C5、R3、R4 は、ノイズと

不要な信号を小さくする同相モードおよび差動モード・フィルタ

機能を提供します。

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 26/28 －

OUT+

SENSE–

SENSE+

OUT–

VEXC

1/2

V+

R1 11.3kΩ

C1 3.3µF

1/2

ADA4522-2

R2 11.3kΩ

C2 3.3µF

RG60.4Ω

R31kΩ

R41kΩ

C41µF

C510µF

C31µF

AIN+

REFIN–

REFIN+

DOUT/RDY

DIN

AIN–GND

VDD

+5V

AD7791100pF

1µF

100pF

SCLK

CS

LOADCELL

1316

8-07

9

図 80. 高精度重量計システム

高精度ローサイド電流シャント・センサー 正または負の電源レール近くの信号検出を必要とするアプリケ

ーションは、多数存在します。電流シャント・センサーはこの

ようなアプリケーションの 1 つで、帰還制御システムに多く使

われます。また、パワー計測、バッテリ燃料計測、工業アプリ

ケーションでの帰還制御などの他の様々なアプリケーションで

も使用されています。このようなアプリケーションでは、直列

抵抗センサーの電圧降下を小さくするために、非常に小さい抵

抗によるシャントが望まれます。浪費電力を小さくするだけで

なく、電力を節約しながら大電流の計測も可能になります。 一般的なシャント抵抗値は 100 mΩ です。測定電流 1 A で、シャ

ントにより発生する電圧は 100 mV であるため、アンプ誤差原

因としては深刻になりません。ただし、1 mA レンジの小さい電

流値の測定では、シャントで発生する電圧が 100 μV と小さくな

るため、絶対精度を維持するためには非常に小さいオフセット

電圧とドリフトを持つアンプが必要になります。ゼロ・ドリフ

ト・アンプのユニークな特質によりこの解決策が得られます。

図 81 に、ADA4522-2 を使用したローサイド電流検出回路を示

します。ADA4522-2 は、ゲイン = 1000 の差電圧アンプとして構

成されています。ADA4522-2 は高い同相モード除去比(CMR)を持ちますが、システムとしての CMR は外付け抵抗の性能によ

り制限されます。単電源計装アンプのセクションに記載されて

いるように、システムの CMR を高くするために重要なことは、

抵抗の抵抗比と相対ドリフトが一致していることです( R1/R2 = R3/R4)。

R2100kΩ

VSY

VSY

VOUT*

*VOUT = AMPLIFIER GAIN × VOLTAGE ACROSS RS =1000 × RS × I =100 × I

RLRS0.1Ω

R1100Ω

I

ADA4522-2

R4100kΩ

R3100Ω

I

1/2

1316

8-08

0

図 81.ローサイド電流検出

プリント回路ボードのレイアウト ADA4522-2 は、極めて低いオフセット電圧とノイズを持つ高精

度デバイスです。このため、ボード・レベルで ADA4522-2 の最

適性能を実現するために、プリント回路ボード(PCB)のレイアウ

ト設計に注意が必要です。

リーク電流を避けるために、ボード表面をクリーンにして湿気

をなくす必要があります。 電源を適切にバイパスし、電源パターンを短くすると、出力電

流変動による電源の乱れが小さくなります。バイパス・コンデ

ンサをデバイス電源ピンのできるだけ近くに接続します。大き

な浮遊容量は、アンプの出力と入力で問題になります。信号パ

ターンは電源ラインから少なくとも 5 mm 離して、ノイズの混

入を小さくすることが推奨されます。

その他のオフセット誤差原因としては、回路ボード上のゼーベッ

ク効果による電圧（熱電対効果）があります。ゼーベック電圧は

2 種の異金属の接合点で発生し、接合温度の関数になります。回

路ボード上の最も一般的な異種金属接合は、ボード・パターンへ

のハンダ接続と部品端子へのハンダ接続です。図 82 に、PCB へ

ハンダ付けされた表面実装部品の断面図を示します。ボード上

での温度勾配(TA1 ≠ TA2)により、ハンダ付けポイントでのゼーベ

ック電圧の不一致が発生して、ADA4522-2 の極めて低いオフセ

ット電圧性能を低下させる熱電圧誤差が発生します。

SOLDER+

+

+

+

COMPONENTLEAD

COPPERTRACE

VSC1

VTS1

TA1

SURFACE-MOUNTCOMPONENT

PC BOARD

TA2

VSC2

VTS2

IF TA1 ≠ TA2, THENVTS1 + VSC1 ≠ VTS2 + VSC2 13

168-

081

図 82. ゼーベック電圧の不一致による ゼーベック電圧誤差の発生

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 27/28 －

これらの熱電対効果を小さくするため、熱源により両端が等し

く温度上昇するように抵抗の配置を調節してください。可能な

場合には、入力信号経路に使われている部品は同じ型名やタイ

プのものを同じ数だけ使用して構成し、熱電対接合の特性を整

合させることを推奨します。例えば、ゼロ値抵抗（ショート）

のようなダミー部品を使って、熱電対誤差要因となる接合(反対

側入力パスには同じ形状の実抵抗を実装)を整合させます。マッ

チングした部品を近くに配置することによりゼーベック電圧を

等しくし、熱誤差を相殺させることもます。さらに、同じ長さ

のリードを使って、熱伝導の平衡状態を維持させます。PCB 上

の発熱源をアンプ入力回路からできるだけ離します。

グラウンド・プレーンの使用も推奨されます。グラウンド・プ

レーンを使用すると、ボードへの熱伝導によりボード全体の一

定温度維持に役立ち、EMI ノイズの混入も減らすことができま

す。

コンパレータ動作 オペアンプは、出力から反転入力への帰還によるクローズド・ル

ープ構成（帰還回路構成）で動作するように設計されています。

オペアンプとは対照的に、コンパレータはオープン・ループ構成

（無帰還回路構成）で動作し、ロジック回路を駆動するように設

計されています。オペアンプはコンパレータとは異なりますが、

ボード・スペースとコストを節約するためデュアル・オペアン

プの未使用部分をコンパレータとして使用することがあります

が、 ADA4522-2 に関してこれは推奨できません。

図 83 と図 84 に、入力ピンに直列に 10 kΩ 抵抗を接続した、コ

ンパレータとして構成した ADA4522-2 を示します。未使用チャ

ンネルは、入力電圧を電源中点に接続したバッファとして構成し

ています。ADA4522-2 は、ダイオード D5 とダイオード D6 によ

り大きな差動入力電圧から保護された入力デバイスを内蔵して

います(図 70 参照)。これらのダイオードはサブストレート PNPバイポーラ・トランジスタから構成され、差動入力電圧が約 600 mV を超えると導通します。これらのダイオードは入力から下

側の電源レールまでの電流パスを提供するため、システムの合

計電源電流が増えます。どちらの図のコンパレータ構成でも、同

じ結果が得られます。電源電圧 = 30 V で、ISY+はアンプ 2 個あ

たり 1.55 mA を維持しますが、ISY−はアンプ 2 個あたり 2 mA 近

くに増えます。

1/2

ADA4522-2

A110kΩ

10kΩ

ISY+

+VSY

VOUT

–VSY

ISY–A2

1316

8-08

2

図 83. コンパレータ構成 A

1/2

A1

10kΩ

10kΩ

ISY+

+VSY

VOUT

–VSY

ISY–A2

ADA4522-2

1316

8-08

3

図 84. コンパレータ構成 B

2.2

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

00 6 12 18 24 304 10 16 22 282 8 14 20 26

I SY

PER

DU

AL

AM

PLIF

IER

(mA

)

VSY (V)

ISY+

ISY–

1316

8-08

4

図 85. 電源電圧 (VSY)対アンプ 2 個あたりの電源電流(ISY) (コンパレータとしての ADA4522-2)

10 kΩ の抵抗はオペアンプ入力に直列に接続することに注意して

ください。小さい抵抗値を使用すると、システムの電源電流が増

えます。オペアンプをコンパレータとして使用することの詳細

については、AN-849 アプリケーション・ノート「Using Op Amps as Comparators」を参照してください。

データシート ADA4522-2

Rev. 0 － 28/28 －

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

10-0

7-20

09-B

図 86. 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

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

0124

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)

COPLANARITY0.10

図 87. 8 ピン・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

オーダー・ガイド Model1 Temperature Range Package Description Package Option Branding ADA4522-2ARMZ −40°C to +125°C 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] RM-8 A39 ADA4522-2ARMZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] RM-8 A39 ADA4522-2ARMZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead Mini Small Outline Package [MSOP] RM-8 A39 ADA4522-2ARZ −40°C to +125°C 8-Lead Small Outline Package [SOIC_N] R-8 ADA4522-2ARZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead Small Outline Package [SOIC_N] R-8 ADA4522-2ARZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead Small Outline Package [SOIC_N] R-8 1 Z = RoHS 準拠製品。