1.8 V、マイクロパワー、ゼロ・ドリフト

レールtoレール入力/出力オペアンプ

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B

アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。 ※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2009–2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.

本 社／105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03（5402）8200

大阪営業所／532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06（6350）6868

特長 非常に小さい電源電流: 13 µA (typ)

低オフセット電圧: 最大 15 µV

オフセット電圧ドリフト: 20 nV/°C

単電源動作: 1.8 V～5.5 V

高い PSRR: 最小 110 dB

高い CMRR: 最小 110 dB

レール to レール入力/出力

ユニティ・ゲイン安定

拡張工業用温度範囲

アプリケーション 圧力センサーと位置センサー

温度計測

重量計

医療計測機器

バッテリ駆動の装置

携帯型テスト装置

ピン配置

OUT 1

+IN 3

V– 2

V+5

–IN4

ADA4051-1TOP VIEW

(Not to Scale)

0805

6-06

4

図 1. 5 ピン SOT-23 (RJ-5)

+IN 1

–IN 3

V– 2

V+5

OUT4

ADA4051-1TOP VIEW

(Not to Scale)

0805

6-06

6

図 2. 5 ピン SC-70 (KS-5)

OUT A 1

–IN A 2

+IN A 3

V– 4

V+8

OUT B7

–IN B6

+IN B5

ADA4051-2TOP VIEW

(Not to Scale)

080

56-0

01

図 3. 8 ピン MSOP (RM-8)

NOTES1. IT IS RECOMMENDED THAT THE

EXPOSED PAD BE CONNECTED TO V–.

PIN 1INDICATOR1OUT A

2–IN A

3+IN A

4V–

7 OUT B

8 V+

6 –IN B

5 +IN BTOP VIEW

(Not to Scale)

ADA4051-2

0805

6-0

65

図 4. 8 ピン LFCSP (CP-8-2)

概要 ADA4051-1/ADA4051-2 は、技術革新的なチョッピング技術を採

用した CMOS、マイクロパワー、ゼロ・ドリフトのオペアンプ

です。これらのアンプは、レール to レールの入力/出力振幅と極

めて小さいオフセット電圧を持ち、1.8 V～5.5 V の電源で動作

します。さらに、これらのアンプは高い電源除去比(PSRR)と同

相モード除去比(CMRR)を提供し、アンプあたり 13 µA (typ)の電

源電流で動作します。ADA4051-1/ADA4051-2 アンプは、この機

能の組み合わせにより、高精度と低消費電力が重要であるバッ

テリ駆動アプリケーションに最適です。

ADA4051-1/ADA4051-2 の仕様は−40°C～+125°C の拡張工業用温

度範囲で規定されています。ADA4051-1 アンプは 5 ピン SOT-23パッケージまたは 5 ピン SC-70 パッケージを採用しています。

ADA4051-2 アンプは、8 ピン MSOP パッケージまたは 8 ピン

LFCSP パッケージをを採用しています。

ADA4051-1/ADA4051-2 は、アナログ・デバイセズから提供して

いるゼロ・ドリフト・オペアンプのシリーズに属し、このシリ

ーズの拡張は続いています。これらデバイスの一覧を 表 1 に示

します。

表 1.オペアンプ

Supply Low Power, 5 V 5 V 16 V

Single AD8538 AD8628 AD8638

Dual AD8539 AD8629 AD8639

Quad AD8630

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 2/18 －

目次 特長......................................................................................................1 アプリケーション ..............................................................................1 ピン配置 ..............................................................................................1 概要......................................................................................................1 改訂履歴 ..............................................................................................2 仕様......................................................................................................3 電気的特性—1.8 V動作 .................................................................3

電気的特性—5 V動作 ....................................................................4

絶対最大定格 ......................................................................................5

熱抵抗.............................................................................................. 5

電源シーケンス .............................................................................. 5

ESDの注意 ...................................................................................... 5

代表的な性能特性 .............................................................................. 6 動作原理............................................................................................ 15 入力電圧範囲................................................................................ 16

出力位相の反転 ............................................................................ 16

外形寸法............................................................................................ 17 オーダー・ガイド ........................................................................ 18

改訂履歴 1/10—Rev. A to Rev. B

Added ADA4051-1, 5-Lead SC-70 Package .......................... Universal

Added Figure 2; Renumbered Sequentially ..........................................1

Changes to Figure 4 and General Description Section..........................1

Changes to Electrical Characteristics—1.8 V Operation Section and Table 2 ...........................................................................................3

Changes to Electrical Characteristics—5 V Operation Section and Table 3 ...........................................................................................4

Changes to Table 5 ...............................................................................5

Updated Outline Dimensions..............................................................17

Changes to Ordering Guide ................................................................18

10/09—Rev. 0 to Rev. A

Added ADA4051-1, 5-Lead SOT-23 Package ........................ Universal

Added ADA4051-2, 8-Lead LFCSP Package ......................... Universal

Changes to the Features and General Description Section, Added Figure 1 and Figure 3 ................................................................1

Moved Electrical Characteristics—1.8 V Operation Section ...............3

Changes to Offset Voltage Parameter and Supply Current per Amplifier Parameter, Table 2................................................................3

Moved Electrical Characteristics—5 V Operation Section ...................4

Changes to Offset Voltage Parameter and Supply Current per Amplifier Parameter, Table 2................................................................4

Changes to Thermal Resistance Section and Table 5 ............................5

Changes to Figure 22 and Figure 25 .....................................................9

Changes to Theory of Operation Section ............................................15

Updated Outline Dimensions..............................................................17

Changes to Ordering Guide ................................................................18

7/09—Revision 0: Initial Version

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 3/18 －

仕様

電気的特性—1.8 V動作 特に指定がない限り、VSY = 1.8 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C、RL = 100 kΩ (GND へ接続)。

表 2.

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit

INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS

ADA4051-2 0 V ≤ VCM ≤ 1.8 V 2 15 µV

ADA4051-1 0 V ≤ VCM ≤ 1.8 V 2 17 µV

Offset Voltage Drift ∆VOS/∆T −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0.02 0.1 µV/°C

Input Bias Current IB 5 50 pA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 200 pA

Input Offset Current IOS 10 100 pA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 150 pA

Input Voltage Range −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0 1.8 V

Common-Mode Rejection Ratio CMRR 0 V ≤ VCM ≤ 1.8 V 105 125 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 100 dB

Large-Signal Voltage Gain AVO RL = 10 kΩ to VCM, 0.1 V ≤ VOUT ≤ VSY − 0.1 V

106 130 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 100 dB

Input Resistance RIN 8 MΩ

Input Capacitance, Differential Mode CINDM 2 pF

Input Capacitance, Common Mode CINCM 5 pF

OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage High VOH RL = 100 kΩ to VCM 1.796 1.799 V

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 1.79 V

RL = 10 kΩ to VCM 1.76 1.796 V

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 1.7 V

Output Voltage Low VOL RL = 100 kΩ to VCM 1 3 mV

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 9 mV

RL = 10 kΩ to VCM 3 20 mV

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 40 mV

Short-Circuit Current ISC VOUT = VSY or GND 13 mA

Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 kHz, G = 10 1 Ω

POWER SUPPLY

Power Supply Rejection Ratio PSRR 1.8 V ≤ VSY ≤ 5.5 V 110 135 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 106 dB

Supply Current per Amplifier ISY

ADA4051-2 VOUT = VSY/2 13 17 µA

ADA4051-1 VOUT = VSY/2 15 18 µA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 20 µA

DYNAMIC PERFORMANCE

Slew Rate SR+ RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, G = 1 0.04 V/µs

SR− RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, G = 1 0.03 V/µs

Settling Time tS To 0.1%, VIN = 1 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 100 pF

120 µs

Gain Bandwidth Product GBP CL = 100 pF, G = 1 115 kHz

Phase Margin ΦM CL = 100 pF, G = 1 40 Degrees

Channel Separation CS VIN = 1.7 V, f = 100 Hz 140 dB

NOISE PERFORMANCE

Voltage Noise en p-p f = 0.1 Hz to 10 Hz 1.96 µV p-p

Voltage Noise Density en f = 1 kHz 95 nV/√Hz

Current Noise Density in f = 1 kHz 100 fA/√Hz

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 4/18 －

電気的特性—5 V動作 特に指定がない限り、VSY = 5.0 V、VCM = VSY/2 V、TA = 25°C、RL = 100 kΩ (GND へ接続)。

表 3.

Parameter Symbol Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit

INPUT CHARACTERISTICS

Offset Voltage VOS

ADA4051-2 0 V ≤ VCM ≤ 5 V 2 15 µV

ADA4051-1 0 V ≤ VCM ≤ 5 V 2 17 µV

Offset Voltage Drift ∆VOS/∆T −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0.02 0.1 µV/°C

Input Bias Current IB 20 70 pA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 200 pA

Input Offset Current IOS 40 100 pA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 150 pA

Input Voltage Range −40°C ≤ TA ≤ +125°C 0 5 V

Common-Mode Rejection Ratio CMRR 0 V ≤ VCM ≤ 5 V 110 135 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 106 dB

Large-Signal Voltage Gain AVO RL = 10 kΩ to VCM, 0.1 V ≤ VOUT ≤ VSY − 0.1 V

115 135 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 106 dB

Input Resistance RIN 8 MΩ

Input Capacitance, Differential Mode CINDM 2 pF

Input Capacitance, Common Mode CINCM 5 pF

OUTPUT CHARACTERISTICS

Output Voltage High VOH RL = 100 kΩ to VCM 4.996 4.998 V

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 4.985 V

RL = 10 kΩ to VCM 4.96 4.99 V

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 4.9 V

Output Voltage Low VOL RL = 100 kΩ to VCM 1 4 mV

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 13 mV

RL = 10 kΩ to VCM 9 30 mV

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 90 mV

Short-Circuit Current ISC VOUT = VSY or GND 15 mA

Closed-Loop Output Impedance ZOUT f = 1 kHz, G = 10 1 Ω

POWER SUPPLY

Power Supply Rejection Ratio PSRR 1.8 V ≤ VSY ≤ 5.5 V 110 135 dB

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 106 dB

Supply Current per Amplifier ISY

ADA4051-2 VOUT = VSY/2 13 17 µA

ADA4051-1 VOUT = VSY/2 15 18 µA

−40°C ≤ TA ≤ +125°C 20 µA

DYNAMIC PERFORMANCE

Slew Rate SR+ RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, G = 1 0.06 V/µs

SR− RL = 10 kΩ, CL = 100 pF, G = 1 0.04 V/µs

Settling Time tS To 0.1%, VIN = 1 V p-p, RL = 10 kΩ, CL = 100 pF

110 µs

Gain Bandwidth Product GBP CL = 100 pF, G = 1 125 kHz

Phase Margin ΦM CL = 100 pF, G = 1 40 Degrees

Channel Separation CS VIN = 4.99 V, f = 100 Hz 140 dB

NOISE PERFORMANCE

Voltage Noise en p-p f = 0.1 Hz to 10 Hz 1.96 µV p-p

Voltage Noise Density en f = 1 kHz 95 nV/√Hz

Current Noise Density in f = 1 kHz 100 fA/√Hz

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 5/18 －

絶対最大定格 表 4.

Parameter Rating

Supply Voltage 6 V

Input Voltage ±VSY ± 0.3 V

Input Current1 ±10 mA

Differential Input Voltage2 ±VSY

Output Short-Circuit Duration to GND Indefinite

Storage Temperature Range −65°C to +150°C

Operating Temperature Range −40°C to +125°C

Junction Temperature Range −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。 2入力は高い差動電圧に対して、1.33 kΩの内蔵直列抵抗と N-MOSFETの逆向

きダイオード接続(VCM = 0 V で VT = 0.7 V (typ))により保護されています。

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デバイス動作を定めたものでは

ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバ

イスの信頼性に影響を与えます。

熱抵抗 θJAはワーストケース条件で規定。すなわち表面実装パッケージ

の場合、デバイスのエクスポーズド・パッドを回路ボードにハ

ンダ付けした状態で規定。表 5 に、特に指定がない限り、4 層

(2S2P) JEDEC標準熱テスト・ボードの熱シミュレーション値を

示します。

表 5.熱抵抗

Package Type θJA θJC Unit

5-Lead SOT-23 (RJ-5) 190 92 °C/W

5-Lead SC-70 (KS-5) 534 173 °C/W

8-Lead MSOP (RM-8) 142 45 °C/W

8-Lead LFCSP (CP-8-2) 77 14 °C/W

電源シーケンス オペアンプの電源は、入力信号と同時またはそれ以前に安定し

ている必要があります。これが不可能な場合には、入力電流を

10 mA に制限する必要があります。

ESDの注意 ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスで

す。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知さ

れないまま放電することがあります。本製品は当社

独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはい

ますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被っ

た場合、損傷を生じる可能性があります。したがっ

て、性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対

する適切な予防措置を講じることをお勧めします。

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 6/18 －

代表的な性能特性 特に指定のない限り、TA = 25°C。

0

50

100

150

200

250

300

–10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 10

NU

MB

ER

OF

AM

PL

IFIE

RS

VOS (µV)

VSY = 1.8VVCM = VSY/2

080

56-0

02

図 5.入力オフセット電圧の分布

0

2

4

6

8

10

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10

NU

MB

ER

OF

AM

PL

IFIE

RS

TCVOS (µV/°C)

VSY = 1.8V–40°C ≤ TA ≤ +125°C

080

56-0

03

図 6.温度に対する入力オフセット電圧ドリフトの分布

–15

–10

–5

0

5

10

15

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8

DEVICE 1DEVICE 2DEVICE 3DEVICE 4DEVICE 5DEVICE 6DEVICE 7DEVICE 8DEVICE 9DEVICE 10

VO

S (

µV

)

VCM (V)

VSY = 1.8V

080

56-0

04

図 7.入力オフセット電圧対入力同相モード電圧

0

50

100

150

200

250

300

–10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 10

NU

MB

ER

OF

AM

PL

IFIE

RS

VOS (µV)

VSY = 5VVCM = VSY/2

080

56-0

05

図 8.入力オフセット電圧の分布

0

2

4

6

8

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10

NU

MB

ER

OF

AM

PL

IFIE

RS

TCVOS (µV/°C)

080

56-0

06

VSY = 5V–40°C ≤ TA ≤ 125°C

図 9.温度に対する入力オフセット電圧ドリフトの分布

0 1 2 3 4 5

DEVICE 1DEVICE 2DEVICE 3DEVICE 4DEVICE 5DEVICE 6DEVICE 7DEVICE 8DEVICE 9DEVICE 10

–15

–10

–5

0

5

10

15

VO

S (

µV

)

VCM (V)

VSY = 5V

080

56-0

07

図 10.入力オフセット電圧対入力同相モード電圧

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 7/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

–20

0

20

40

60

80

100

25 50 75 100 125

TEMPERATURE (°C)

I B (

pA

)

VSY = 1.8V

080

56-0

08

IB+

IB–

図 11.入力バイアス電流の温度特性

–200

–150

–100

–50

0

50

100

150

200

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8

VCM (V)

I B (

pA

)

VSY = 1.8V

IB+, 25°CIB–, 25°CIB+, 85°CIB–, 85°CIB+, 125°CIB–, 125°C

0805

6-00

9

図 12.入力バイアス電流対同相モード電圧および温度

0.01

0.1

1

10

100

1000

10,000

0.001 0.01 0.1 1 10

OU

TP

UT

VO

LTA

GE

(V

OH

)T

O S

UP

PLY

RA

IL (

mV

)

LOAD CURRENT (mA)

–40°C+25°C+85°C+125°C

VSY = 1.8V

080

56-0

10

図 13.出力電圧(VOH) /電源レール比対負荷電流および温度

–20

0

20

40

60

80

100

25 50 75 100 125

TEMPERATURE (°C)

I B (

pA

)

IB+

IB–

VSY = 5V

0805

6-0

11

図 14.入力バイアス電流の温度特性

–400

–300

–200

–100

0

100

200

300

400

VCM (V)

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

I B (

pA

)VSY = 5V

IB+, 25°CIB–, 25°CIB+, 85°CIB–, 85°CIB+, 125°CIB–, 125°C

080

56-0

12

図 15.入力バイアス電流対同相モード電圧および温度

0.01

0.1

1

10

100

1000

10,000

0.001 0.01 0.1 1 10010

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E

(VO

H)

TO

SU

PP

LY

RA

IL (

mV

)

LOAD CURRENT (mA)

–40°C+25°C+85°C+125°C

VSY = 5V08

056-

013

図 16.出力電圧(VOH) /電源レール比対負荷電流および温度

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 8/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

0.01

0.1

1

10

100

1000

10,000

0.001 0.01 0.1 1 10 100

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E

(VO

L)

TO

SU

PP

LY

RA

IL (

mV

)

LOAD CURRENT (mA)

VSY = 1.8V

–40°C+25°C+85°C+125°C

0805

6-0

14

図 17.出力電圧(VOL) /電源レール比対負荷電流および温度

1794

1795

1796

1797

1798

1799

1800

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

OU

TP

UT

VO

LTA

GE

[V

OH

] (m

V)

RL = 100kΩ

VSY = 1.8VVCM = VSY/2

RL = 10kΩ

TEMPERATURE (°C) 0805

6-0

15

図 18.出力電圧(VOH)の温度特性

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

OU

TP

UT

VO

LTA

GE

[V

OL]

(mV

)

RL = 100kΩ

0

2

4

6

8

10

12

14VSY = 1.8VVCM = VSY/2

RL = 10kΩ

TEMPERATURE (°C)

080

56-0

16

図 19.出力電圧(VOL)の温度特性

0.01

0.1

1

10

100

1000

10,000

0.001 0.01 0.1 1 10 100

OU

TP

UT

VO

LTA

GE

(V

OL)

TO

SU

PP

LY R

AIL

(m

V)

LOAD CURRENT (mA)

VSY = 5V

–40°C+25°C+85°C+125°C

0805

6-01

7

図 20.出力電圧(VOL) /電源レール比対負荷電流および温度

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

OU

TP

UT

VO

LTA

GE

[V

OH

] (m

V)

RL = 100kΩ

4982

4984

4986

4988

4990

4992

4994

4996

4998

5000

VSY = 5VVCM = VSY/2

RL = 10kΩ

TEMPERATURE (°C) 0805

6-0

18

図 21.出力電圧(VOH)の温度特性

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

OU

TP

UT

VO

LTA

GE

[V

OL]

(mV

)

RL = 10kΩ

0

2

4

6

8

10

12

14VSY = 5VVCM = VSY/2

RL = 100kΩ

TEMPERATURE (°C)

080

56-0

19

図 22.出力電圧(VOL)の温度特性

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 9/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

0

5

10

15

20

25

30

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

TO

TAL

SU

PP

LY C

UR

RE

NT

(µ

A)

SUPPLY VOLTAGE (V)

VCM = VSY/2

080

56-0

20

ADA4051-2ADA4051-1

図 23.総合電源電流対電源電圧

0805

6-02

2

–135

–90

–45

0

45

90

135

180

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

100 1k 10k 100k 1M

PH

AS

E (

Deg

rees

)

OP

EN

-LO

OP

GA

IN (

dB

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 1.8VCL= 100pF

PHASE

GAIN

図 24.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性

0805

6-06

1–50

–40

–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

100 1k 10k 100k 1M

CL

OS

ED

-LO

OP

GA

IN (

dB

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 1.8VRL = 10kΩCL = 50pF

G = 1G = 10G = 100

図 25.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性

0

5

10

15

20

25

30

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

TO

TAL

SU

PP

LY C

UR

RE

NT

(µ

A)

TEMPERATURE (°C)

VCM = VSY/2

0805

6-0

23

ADA4051-2, 1.8V

ADA4051-2, 5V

ADA4051-1, 1.8V

ADA4051-1, 5V

図 26.総合電源電流の温度特性

080

56-0

25

–135

–90

–45

0

45

90

135

180

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

100 1k 10k 100k 1M

PH

AS

E (

Deg

rees

)

OP

EN

-LO

OP

GA

IN (

dB

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 5VCL= 100pF

PHASE

GAIN

図 27.オープン・ループ・ゲインおよび位相の周波数特性

080

56-0

62

–50

–40

–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

100 1k 10k 100k 1M

CL

OS

ED

-LO

OP

GA

IN (

dB

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 5VRL = 10kΩCL = 50pF

G = 1G = 10G = 100

図 28.クローズド・ループ・ゲインの周波数特性

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 10/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

0.1

1

10

100

1k

10k

1k 10k 100k 1M

ZO

UT (Ω

)

FREQUENCY (Hz)

G = −1G = −10G = −100

VSY = 1.8V

0805

6-0

26

図 29.出力インピーダンスの周波数特性

40

50

60

70

80

90

100

110

10 100 1k 10k 100k 1M

CM

RR

(d

B)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 1.8V

0805

6-0

27

図 30.CMRR の周波数特性

0

20

40

60

80

100

120

100 1k 10k 100k 1M

PS

RR

(d

B)

FREQUENCY (Hz)

PSRR+

PSRR–

VSY = 1.8V

080

56-0

28

図 31.PSRR の周波数特性

0.1

1

10

100

1k

10k

1k 10k 100k 1M

ZO

UT (Ω

)

FREQUENCY (Hz)

G = −1G = −10G = −100

VSY = 5V

080

56-0

29

図 32.出力インピーダンスの周波数特性

40

50

60

70

80

90

100

110

10 100 1k 10k 100k 1M

CM

RR

(d

B)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 5V

0805

6-0

30

図 33.CMRR の周波数特性

0

20

40

60

80

100

120

100 1k 10k 100k 1M

PS

RR

(d

B)

FREQUENCY (Hz)

PSRR+

PSRR–

VSY = 5V

080

56-0

31

図 34.PSRR の周波数特性

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 11/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

0

10

20

30

40

50

60

10 100

OV

ER

SH

OO

T (

%)

LOAD CAPACITANCE (pF)

−OVERSHOOT+OVERSHOOT

VSY = ±0.9VVIN = 50mV p-pRL = 10kΩCL= 50pF

080

56-0

32

図 35.負荷容量対小信号オーバーシュート

VSY = 1.8VRL = 10kΩCL = 100pFG = 1VIN = 1.5V p-p

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

TIME (100µs/DIV)

080

56-0

33

図 36.大信号過渡応答

VSY = 1.8VRL = 10kΩCL = 100pFG = 1VIN = 50mV p-p

VO

LT

AG

E (

10m

V/D

IV)

TIME (100µs/DIV) 0805

6-0

34

図 37.小信号過渡応答

0

10

20

30

40

50

60

10 100

OV

ER

SH

OO

T (

%)

LOAD CAPACITANCE (pF)

VSY = ±2.5VVIN = 50mV p-pRL = 10kΩCL= 50pF

+OVERSHOOT

−OVERSHOOT

0805

6-0

35

図 38.負荷容量対小信号オーバーシュート

VSY = 5VRL = 10kΩCL = 100pFG = 1VIN = 4V p-p

VO

LT

AG

E (

1V/D

IV)

TIME (100µs/DIV)

080

56-0

36

図 39.大信号過渡応答

VSY = 5VRL = 10kΩCL = 100pFG = 1VIN = 50mV p-p

VO

LT

AG

E (

10m

V/D

IV)

TIME (100µs/DIV)

080

56-0

37

図 40.小信号過渡応答

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 12/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

INP

UT

VO

LT

AG

E N

OIS

E (

0.5µ

V/D

IV)

TIME (4s/DIV)

VSY = 1.8V

080

56-0

38

1.94µV p-p

図 41.入力電圧ノイズ、0.1 Hz～10 Hz

1

10

100

1k

10 100 1k 10k

VO

LTA

GE

NO

ISE

DE

NS

ITY

(n

V/√

Hz)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 1.8V

0805

6-0

39

図 42.電圧ノイズ密度の周波数特性

INP

UT

VO

LT

AG

E (

50m

V/D

IV)

TIME (40µs/DIV)

VSY = ±0.9VG = –10

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

–1.5

0.5

–0.5

–1.0

–0.05

0.15

0.10

0.05

0

0

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

080

56-0

40

図 43.正側過負荷回復

INP

UT

VO

LT

AG

E N

OIS

E (

0.5µ

V/D

IV)

TIME (4s/DIV)

VSY = 5V

080

56-0

41

1.96µV p-p

図 44.入力電圧ノイズ、0.1 Hz～10 Hz

VSY = 5V

1

10

100

1k

10 100 1k 10k

VO

LTA

GE

NO

ISE

DE

NS

ITY

(n

V/√

Hz)

FREQUENCY (Hz)

080

56-0

42

図 45.電圧ノイズ密度の周波数特性

INP

UT

VO

LT

AG

E (

100m

V/D

IV)

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

1V/D

IV)

TIME (40µs/DIV)

VSY = ±2.5VG = –10

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

–3

1

–1

–2

–0.1

0.4

0.3

0.2

0.1

0

0

080

56-0

43

図 46.正側過負荷回復

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 13/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

INP

UT

VO

LT

AG

E (

50m

V/D

IV)

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

TIME (40µs/DIV)

VSY = ±0.9VG = –10

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

–0.5

1.5

0.5

0

–0.15

0.05

0

–0.05

–0.10

1.0

080

56-0

44

図 47.負側過負荷回復

INP

UT

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

5mV

/DIV

)

TIME (40µs/DIV)

VSY = ±0.9VVIN = 1V p-pRL = 10kΩCL = 100pF

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

–5

5

0

080

56-0

45

ERRORBAND

図 48.0.1%への正セトリング・タイム

INP

UT

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

5mV

/DIV

)

TIME (40µs/DIV)

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

VSY = ±0.9VVIN = 1V p-pRL = 10kΩCL = 100pF

0805

6-04

6

ERRORBAND

–5

5

0

図 49.0.1%への負セトリング・タイム

INP

UT

VO

LT

AG

E (

100m

V/D

IV)

–0.3

–0.4

0.1

0

–0.1

–0.2

–1

3

4

1

0

2

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

1V/D

IV)

TIME (40µs/DIV)

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

0805

6-04

7

VSY = ±2.5VG = –10

図 50.負側過負荷回復

INP

UT

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

5mV

/DIV

)

TIME (40µs/DIV)

VSY = ±2.5VVIN = 1V p-pRL = 10kΩCL = 100pF

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGE

–5

5

0

080

56-0

48

ERRORBAND

図 51.0.1%への正セトリング・タイム

INP

UT

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

OU

TP

UT

VO

LT

AG

E (

5mV

/DIV

)

TIME (40µs/DIV)

–5

5

0

VSY = ±2.5VVIN = 1V p-pRL = 10kΩCL = 100pF

INPUT VOLTAGE

OUTPUT VOLTAGEERRORBAND

0805

6-0

49

図 52.0.1%への負セトリング・タイム

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 14/18 －

特に指定のない限り、TA = 25°C。

–150

–140

–130

–120

–110

–100

20 200 2k 20k

CH

AN

NE

L S

EP

AR

AT

ION

(d

B)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 1.8VG = –100RL= 10kΩCL= 50pF

VIN = 0.5VVIN = 1VVIN = 1.7V

080

56-0

50

100kΩ

1kΩ

図 53.チャンネル・セパレーションの周波数特性

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

100 1k 10k 100k

OU

TP

UT

SW

ING

(V

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 1.8VVIN = 1.7VG = 1RL= 10kΩCL = 50pF

080

56-0

51

図 54.出力振幅の周波数特性

VO

LT

AG

E (

500m

V/D

IV)

TIME (200µs/DIV)

VIN

VOUT

VSY = ±0.9VG = 1RL= NO LOADCL = NO LOAD

080

56-0

52

図 55.位相反転なし

FREQUENCY (Hz)

–150

–140

–130

–120

–110

–100

CH

AN

NE

L S

EP

AR

AT

ION

(d

B)

VIN = 1VVIN = 3VVIN = 4.99V

VSY = 5VG = –100RL= 10kΩCL = 50pF

20 200 2k 20k

080

56-0

53

100kΩ

1kΩ

図 56.チャンネル・セパレーションの周波数特性

0

1

2

3

4

5

6

100 1k 10k 100k

OU

TP

UT

SW

ING

(V

)

FREQUENCY (Hz)

VSY = 5VVIN = 4.9VG = 1RL= 10kΩCL = 50pF

0805

6-0

54

図 57.出力振幅の周波数特性

VO

LT

AG

E (

1V/D

IV)

TIME (200µs/DIV)

VIN

VOUT

VSY = ±2.5VG = 1RL= NO LOADCL = NO LOAD

080

56-0

55

図 58.位相反転なし

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 15/18 －

動作原理 ADA4051-1/ADA4051-2 マイクロパワー・チョッパ・オペアンプ

は、チョッパ・アンプ内のオフセット関連リップルを除去する

特許申請中の新しい技術を採用しています。AC 領域でリップル

をフィルタで除去する代わりに、この技術では DC 領域でアン

プの初期オフセットをゼロにするため、全体出力でのリップル

がなくなります。

オート・ゼロとチョッピングは、高精度 CMOS アンプで低オフ

セット、低オフセット・ドリフト、ゼロ 1/f ノイズを実現するた

めに広く採用されている 2 つの技術です。これらの各技術には

利点と弱点があります。オート・ゼロでは、サンプリングによ

り発生する折り返しによる帯域内ノイズが増えます。一方、チ

ョッピングではオフセット関連リップルが発生します。これは、

アンプの初期オフセットがチョッピング周波数で変調されるた

めです。

最適ノイズと消費電力とのトレードオフでは、チョッピング技

術では帯域内ノイズが増えないため、この技術の方が低オフセ

ット・アンプをデザインする際に優れた方法です。オフセット

関連リップルはチョッパ・アンプ内部で除去することが望まし

く、そうしないとオフセット関連リップルは外付けポストフィ

ルタにより除去する必要があります。

図 59 に、自動補正帰還(ACFB)と呼ばれるローカル帰還ループを

採用したADA4051-1/ADA4051-2 チョッパ・アンプのブロック図

を示します。メイン信号パスには、入力チョッピング・スイッ

チ回路(CHOP1)、最初の相互コンダクタンス・アンプ(Gm1)、出

力チョッピング・スイッチ回路(CHOP2)、2 番目の相互コンダク

タンス・アンプ(Gm2)、3 番目の相互コンダクタンス・アンプ

(Gm3)が含まれています。CHOP1 とCHOP2 は 40 kHzのチョッピ

ング周波数で動作し、Gm1 の初期オフセットと 1/fノイズをチョ

ッピング周波数で変調します。ACFB内の 4 番目の相互コンダク

タンス・アンプ(Gm4)は、Gm1 の初期オフセット電圧に起因し

て発生する、変調されたリップルをCHOP2 出力で検出します。

次に、リップルは、CHOP1 およびCHOP2 と同じチョッピン

グ・クロックで動作する 3 番目のチョッピング・スイッチ回路

(CHOP3)でDC領域へ復調されます。最後に、ヌル相互コンダク

タンス・アンプ(Gm5)により、Gm1 出力でのすべてのDC成分を

ゼロに相殺させます(相殺させないとリップルとして出力されま

す)。

スイッチド・キャパシタ・ノッチ・フィルタ(NF)は、必要な入

力信号を乱すことなく、全体入力から不要なオフセット関連リ

ップルを選択的に除去する機能を持っています。必要とされる

入力 DC 信号は、CHOP2 出力に DC 信号として現れます。次に、

初期オフセットが CHOP3 によりチョッピング周波数で変調さ

れ、NF によりフィルタ処理されます。このため、初期オフセッ

トは帰還されないので、必要とされる入力信号を乱すことはあ

りません。NF は、変調された成分をフィルタで除去するように

チョッピング・クロックに同期しています。同様に、Gm5 のオ

フセットも CHOP3 と NF の組み合わせによるフィルタで除去さ

れて、CHOP2 出力での正確なリップル検出が可能になります。

ACFB により導入されたチョッピング周波数の位相シフトをバ

イパスさせるために、高 DC ゲイン・パスと並列にフィード・

フォワード相互コンダクタンス・アンプ(Gm6)が追加されてい

ます。Gm6 は、二重ゼロ極を回避するため Gm1 と同じ相互コン

ダクタンスを持つようにデザインされています。このデザイン

により、全体帰還ループ内で ACFB により発生する不安定性が

回避されます。

0805

6-0

60

Gm6 (= Gm1)

C2

C1

Gm3

C3

NF

Gm1 Gm2CHOP1 CHOP2

Gm4Gm5 CHOP3

OUT+IN

–IN

図 59.ADA4051-1/ADA4051-2 チョッパ・アンプのブロック図

電圧ノイズ密度 (これは熱ノイズ・フロアに等しく Gm1 に支配

されます)は、本来 DC からチョッピング周波数まで平坦です。

これは、CHOP1 と CHOP2 が Gm1 で発生する 1/f ノイズを除去

するので、ACFB がノイズの増加に寄与しなくなるためです。

ACFB がチョッピングに関係するリップルを除去しますが、電

圧リップルは残ります。残ったリップルを所要レベルまで小さ

くするためには、アンプ出力にポストフィルタを設けることが

推奨されます。

残った電圧リップルは 2 つのソースから発生しています。リッ

プルの 1 つ目のタイプは、Gm1 の初期オフセットに対応する残

留リップルから発生するものです。これは初期オフセットの大

きさに比例し、チョッピング周波数(fCHOP)にスペクトルを発生

させます。アンプをユニティ・ゲイン・バッファとして構成し

た場合、このリップルのtyp値は 4.9 µV rmsに、最大値は 34.7 µV rmsに、それぞれなります。リップルの 2 つ目のタイプは、

高周波入力信号とチョッピング周波数との間の相互変調により

発生するものです。このリップルは入力周波数(fIN)に依存し、

チョッピング周波数と入力周波数との差の周波数(fCHOP − fIN)に、

およびチョッピング周波数と入力周波数との和の周波数(fCHOP + fIN)に、それぞれスペクトルを発生させます。様々な入力周波数

に対するリップルの大きさを図 60 に示します。

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MO

DU

LA

TE

D O

UT

PU

T R

IPP

LE

(µ

V r

ms)

INPUT FREQUENCY (kHz) 0805

6-0

63

図 60.ADA4051-1/ADA4051-2 の変調された出力リップル 対入力周波数

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 16/18 －

ADA4051-1/ADA4051-2 のデザイン・アーキテクチャは、特に

DC から 10 Hz の帯域幅で正確で安定な性能を必要とする高精度

シグナル・コンデショニング・アプリケーションを対象にして

います。要約すると、ADA4051-1/ADA4051-2 チョッパ・アンプ

の主な機能は次のようになります。

オフセット関連リップルを大幅に減衰させます。 入力信号の周波数がチョッピング周波数より低いほど、入

力信号を乱しません(図 60 参照) 従来型チョッパ・アンプと同程度の低オフセットを実現し

ます。 ノイズの増加はありません。

ADA4051-1/ADA4051-2 チョッパ・アンプは、1.8 V～5.5 V の電

源電圧範囲と 20 µA の電源消費電流で、かつ−40°C～+125°C の

拡張工業用温度範囲で、レール to レールの入力範囲を提供しま

す。最大 100 pF の負荷容量でユニティ・ゲイン安定アンプとし

てのゲイン帯域幅は 125 kHz です。

入力電圧範囲 ADA4051-1/ADA4051-2はESD保護ダイオードを内蔵しています。

これらのダイオードは、静電放電に対して入力MOSFETを保護

するために入力と各電源レールとの間に接続されており、通常

動作時は逆バイアスされています。この保護方式では、電源電

圧より約0.3 V高い電圧(±VSY ± 0.3 V)を永久的な損傷なしにいず

れかの入力に加えることができます。

いずれかの入力が電源レールより0.3 V以上高くなると、これら

の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。

ADA4051-1/ADA4051-2も、高い差動電圧から入力ステージを保

護する回路を内蔵しています。この回路は、各入力に直列な

1.33 kΩの抵抗と、これらの直列抵抗の後ろに互いに逆向きに接

続されたダイオードN-MOSFET (VCM = 0 VでVT = 0.7 V (typ))から

構成されています。通常の負帰還動作状態では、ADA4051-1/ADA4051-2アンプが出力を補正して2つの入力が同じ電圧にな

りますが、デバイスがコンパレータとして構成された場合、ま

たは異常な動作状態の場合、各入力電圧が異なる電位になるこ

とがあります。このために、ダイオード接続のN-MOSFETに大

きな電流が流れます。

ADA4051-1/ADA4051-2はレールtoレール入力のアンプですが、

デバイスの損傷を回避するため各入力間の電位差が±VSYを超え

ないように注意する必要があります。

出力位相の反転 他のアンプでは入力同相モード電圧範囲を超えると出力位相の

反転が発生することがありますが、ADA4051-1/ADA4051-2アン

プは、両入力が電源電圧の約0.3 V以内(±VSY ± 0.3 V)に維持され

るかぎり、出力位相反転が生じないようにデザインされていま

す。

他のアンプでは、同相モード電圧が同相モード範囲を超えると、

出力が電源レールの逆方向へジャンプすることがあります。こ

れは通常、アンプの内部ステージの1つが十分なバイアス電圧を

持つことができなくなって、ターンオフすることにより発生し

ますが、ADA4051-1/ADA4051-2アンプでは、一方または両方の

入力が入力電圧範囲を超えても、±VSY ± 0.3 Vの範囲内に留まる

場合、内部ループがオープンになるため、入力電圧が入力電圧

範囲内に戻るまで、位相反転なしで出力がサチレーション・モ

ードに留まります(図55と図58参照)。

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 17/18 －

外形寸法

COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-AA 121

608-

A

10°5°0°

SEATINGPLANE

1.90BSC

0.95 BSC

0.20BSC

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 MAX0.35 MIN

0.550.450.35

図 61.5 ピン・スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[SOT-23] (RJ-5)

寸法: mm

COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-203-AA

1.000.900.70

0.460.360.26

2.202.001.80

2.402.101.80

1.351.251.15

072

809-

A

0.10 MAX

1.100.80

0.400.10

0.220.08

31 2

45

0.65 BSC

COPLANARITY0.10

SEATINGPLANE0.30

0.15

図 62.5 ピン薄型シュリンク・スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[SC-70] (KS-5)

寸法: mm

ADA4051-1/ADA4051-2

Rev. B － 18/18 －

COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 1007

09-B

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

図 63.8 ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP] (RM-8)

寸法表示: mm

0903

08-B

1

EXPOSEDPAD

(BOTTOM VIEW)

0.50BSC

PIN 1INDICATOR0.50

0.400.30

TOPVIEW

12° MAX 0.70 MAX0.65 TYP0.90 MAX

0.85 NOM 0.05 MAX0.01 NOM

0.20 REF

1.891.741.59

4

1.601.451.30

3.253.00 SQ2.75

2.952.75 SQ2.55

5 8

PIN 1INDICATOR

SEATINGPLANE

0.300.230.18

0.60 MAX

0.60 MAX

FOR PROPER CONNECTION OFTHE EXPOSED PAD, REFER TOTHE PIN CONFIGURATION ANDFUNCTION DESCRIPTIONSSECTION OF THIS DATA SHEET.

図 64.8 ピン・リードフレーム・チップ・スケール・パッケージ[LFCSP_VD] 3 mm × 3 mm ボディ、極薄、デュアル・リード

(CP-8-2) 寸法: mm

オーダー・ガイド

Model1 Temperature Range Package Description Package Option Branding

ADA4051-1ARJZ-R2 −40°C to +125°C 5-Lead SOT-23 RJ-5 A0U

ADA4051-1ARJZ-R7 −40°C to +125°C 5-Lead SOT-23 RJ-5 A0U

ADA4051-1ARJZ-RL −40°C to +125°C 5-Lead SOT-23 RJ-5 A0U

ADA4051-1AKSZ-R2 −40°C to +125°C 5-Lead SC-70 KS-5 A0U

ADA4051-1AKSZ-R7 −40°C to +125°C 5-Lead SC-70 KS-5 A0U

ADA4051-1AKSZ-RL −40°C to +125°C 5-Lead SC-70 KS-5 A0U

ADA4051-2ACPZ-R2 −40°C to +125°C 8-Lead LFCSP_VD CP-8-2 A2M

ADA4051-2ACPZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead LFCSP_VD CP-8-2 A2M

ADA4051-2ACPZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead LFCSP_VD CP-8-2 A2M

ADA4051-2ARMZ −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 A2M

ADA4051-2ARMZ-R7 −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 A2M

ADA4051-2ARMZ-RL −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 A2M 1 Z = RoHS 準拠製品。