S-19611A オペアンプ - Seiko Instruments

S-19611A
www.sii-ic.com
ミニアナログシリーズ車載用 105°C動作
低入力オフセット電圧 CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
© Seiko Instruments Inc., 2014
ミニアナログシリーズは汎用アナログ回路を小型パッケージに搭載したICです。
S-19611Aは、低入力オフセット電圧およびRail-to-Rail*1の入力と出力を有するオ－トゼロ動作型のゼロドリフトアンプで
す。オフセット電圧を極力抑えたいアプリケ－ションに最適です。
S-19611Aは、デュアルオペアンプ (2回路入り) です。
*1．Rail-to-Rail はモトローラ株式会社の登録商標です。
注意
本製品は、車両機器、車載機器へのご使用が可能です。これらの用途でご使用をお考えの際は、必ず弊社窓口までご
相談ください。
 特長
・低入力オフセット電圧
: VIO = 17 μV max. (Ta = +25°C)
VIO = 100 μV max. (Ta = −40°C ~ +105°C)
: VDD = 2.65 V ~ 5.50 V
: IDD = 200 μA typ.
・動作電源電圧範囲
・低消費電流 (1回路あたり)
・内部位相補償のため、外付け部品が不要
・入力、出力Rail-to-Rail
・動作温度範囲
: Ta = −40°C ~ +105°C
・鉛フリー (Sn 100%)、ハロゲンフリー
・AEC-Q100対応*1
*1. 詳細は、弊社営業部までお問い合わせください。
 用途
・各種センサインタフェース
・高精度電流検出
・ストレインゲ－ジアンプ
 パッケージ
・TMSOP-8
セイコーインスツル株式会社
1
ミニアナログシリーズ
S-19611A
車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
 ブロック図
VDD
IN1(+)
+
IN1(−)
−
OUT1
IN2(+)
+
IN2(−)
−
OUT2
VSS
図1
2
セイコーインスツル株式会社
ミニアナログシリーズ
Rev.1.0_00
105°C動作
車載用
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
S-19611A
 AEC-Q100対応
本ICはAEC-Q100の動作温度グレード2に対応しています。
AEC-Q100の信頼性試験の詳細については、弊社営業部までお問い合わせください。
 品目コードの構成
製品名における文字列が示す内容は "1.
名リスト" を参照してください。
1.
製品名" を、パッケージ図面は "2.
パッケージ" を、製品タイプは "3.
製品
製品名
S-19611A B
0
H
-
K8T2
U
環境コード
U
: 鉛フリー (Sn 100%)、ハロゲンフリー
*1
パッケージ略号とICの梱包仕様
K8T2 : TMSOP-8、テープ品
動作温度
H
: Ta = −40°C ~ +105°C
回路数
B
*1.
2.
テープ図面を参照してください。
パッケージ
表1
パッケージ名
TMSOP-8
3.
:2
パッケージ図面コード
外形寸法図面
テープ図面
リール図面
FM008-A-P-SD
FM008-A-C-SD
FM008-A-R-SD
製品名リスト
表2
製品名
S-19611AB0H-K8T2U
パッケージ
TMSOP-8
セイコーインスツル株式会社
3
ミニアナログシリーズ
S-19611A
車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
 ピン配置図
1.
TMSOP-8
表3
Top view
1
2
3
4
図2
4
端子番号
8
7
6
5
1
2
3
4
5
6
7
8
端子記号
OUT1
IN1(−)
IN1(+)
VSS
IN2(+)
IN2(−)
OUT2
VDD
セイコーインスツル株式会社
端子内容
出力端子1
反転入力端子1
非反転入力端子1
GND端子
非反転入力端子2
反転入力端子2
出力端子2
正電源端子
ミニアナログシリーズ
Rev.1.0_00
車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
S-19611A
 絶対最大定格
表4
項目
電源電圧
入力電圧
出力電圧
差動入力電圧
(特記なき場合 : Ta = +25°C)
絶対最大定格
単位
記号
VSS − 0.3 ~ VSS + 6.0
VSS − 0.3 ~ VDD + 0.3
VSS − 0.3 ~ VDD + 0.3
±5.5
10.0
10.0
−40 ~ +105
−55 ~ +125
VDD
VIN(+), VIN(−)
VOUT
VIND
ISOURCE
ISINK
Topr
Tstg
出力端子電流
動作周囲温度
保存温度
V
V
V
V
mA
mA
°C
°C
注意絶対最大定格とは、どのような条件下でも越えてはならない定格値です。万一この定格値を越えると、
製品の劣化などの物理的な損傷を与える可能性があります。
 熱抵抗値
表5
項目
ジャンクション温度 − 周囲温度間
熱抵抗値*1
*1.
記号
θja
Min.
条件
TMSOP-8
基板 1
基板 2
−
−
Typ.
160
133
Max.
−
−
単位
°C/W
°C/W
測定環境 : JEDEC STANDARD JESD51-2A準拠
備考
許容損失、測定基板の詳細については、" パッケージ熱特性" を参照してください。
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5
ミニアナログシリーズ
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車載用
105°C動作
CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
低入力オフセット電圧
 電気的特性
表6
(特記なき場合 : VDD = 5.0 V, Ta = +25°C)
測定
単位
Min.
Typ.
Max.
回路
DC電気的特性
項目
動作電源電圧範囲
記号
VDD
消費電流 (2回路あたり) IDD
条件
Ta = −40°C ~ +105°C
2.65
5.00
5.50
V
−
VCMR = VOUT = VDD / 2,
Ta = −40°C ~ +105°C
−
400
600
μA
5
−17
±1
+17
μV
1
−100
±1
+100
μV
1
−
±0.1
−
μV/°C
1
−
±140
−
pA
−
−
±300
−
pA
−
VCMR = VDD / 2
入力オフセット電圧
入力オフセット電圧
ドリフト
VIO
ΔVIO
ΔTa
−
入力オフセット電流
IIO
入力バイアス電流
IBIAS
同相入力電圧範囲
VCMR
電圧利得 (開ループ)
VCMR = VDD / 2,
Ta = −40°C ~ +105°C
VCMR = VDD / 2,
Ta = −40°C ~ +105°C
Ta = −40°C ~ +105°C
−
AVOL
VOH
最大出力振幅電圧
VOL
同相入力信号除去比
CMRR
電源電圧除去比
PSRR
ソース電流
ISOURCE
シンク電流
ISINK
−
±70
−
pA
−
Ta = −40°C ~ +105°C
−
±3000
−
pA
−
Ta = −40°C ~ +105°C
VSS − 0.1
−
VDD + 0.1
V
2
106
130
−
dB
8
4.9
−
−
V
3
−
−
0.1
V
4
100
130
−
dB
2
95
120
−
dB
1
0.8
2.5
−
mA
6
1.0
2.9
−
mA
7
VSS + 0.1 V≦VOUT≦VDD − 0.1 V,
VCMR = VDD / 2, RL = 10 kΩ,
Ta = −40°C ~ +105°C
RL = 10 kΩ,
Ta = −40°C ~ +105°C
RL = 10 kΩ,
Ta = −40°C ~ +105°C
VSS − 0.1 V≦VCMR≦VDD + 0.1 V,
Ta = −40°C ~ +105°C
VDD = 2.65 V ~ 5.50 V,
Ta = −40°C ~ +105°C
VOUT = VDD − 0.1 V,
Ta = −40°C ~ +105°C
VOUT = 0.1 V,
Ta = −40°C ~ +105°C
表7
(特記なき場合 : VDD = 5.0 V, Ta = +25°C)
AC電気的特性
項目
6
記号
条件
Min.
Typ.
Max.
単位
スルーレート
SR
RL = 1.0 MΩ, CL = 15 pF (図11参照)
−
0.22
−
V/μs
利得帯域幅積
GBP
CL = 0 pF
−
320
−
kHz
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ミニアナログシリーズ
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車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
S-19611A
 測定回路 (1回路あたり)
1.
電源電圧除去比、入力オフセット電圧
・電源電圧除去比 (PSRR)
CF
それぞれの VDD 時の VOUT を測定し、次式で電源電圧除去比
(PSRR) を求めます。
RF
VDDN
VDD
RS
−
D.U.T
+
RS
RF
+
NULL
−
VOUT
測定条件 :
VDD = 2.65 V : VDD = VDD1, VOUT = VOUT1
VDD = 5.50 V : VDD = VDD2, VOUT = VOUT2
CF
PSRR = 20 log
VSSN
VCMR = VDD / 2
VDD1 − VDD2


VDD1
VDD2
 VOUT1 − 2  − VOUT2 − 2 

×
RF + RS 
RS 


・入力オフセット電圧 (VIO)
図3
2.
VIO =
測定回路1
VOUT − VDD
2 

×
RS
RF + RS
同相入力信号除去比、同相入力電圧範囲
・同相入力信号除去比 (CMRR)
CF
それぞれのVIN時のVOUTを測定し、次式で同相入力信号除去比
(CMRR) を求めます。
RF
VDDN
VDD
RS
−
D.U.T
+
RS
RF
+
NULL
−
VOUT
測定条件 :
VIN = VCMR Max. : VIN = VIN1, VOUT = VOUT1
VIN = VCMR Min. : VIN = VIN2, VOUT = VOUT2
CF
VSSN
CMRR = 20 log
VM = VDD / 2
VIN



RF + RS 
VIN1 − VIN2
× R

(VOUT1 − VIN1) − (VOUT2 − VIN2)
S

・同相入力電圧範囲 (VCMR)
図4
測定回路2
VINを可変させ、VOUTが同相入力信号除去比の規格を満足する
入力電圧範囲です。
セイコーインスツル株式会社
7
ミニアナログシリーズ
S-19611A
3.
車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
最大出力振幅電圧
・最大出力振幅電圧 (VOH)
VDD
−
VOH
+
測定条件 :
VDD
VIN1 = 2 − 0.1 V
VDD
VIN2 = 2 + 0.1 V
RL = 10 kΩ
RL
VIN1
図5
4.
VDD / 2
VIN2
測定回路3
最大出力振幅電圧
VDD
・最大出力振幅電圧 (VOL)
VDD / 2
RL
−
+
VIN1
VIN2
図6
8
VOL
測定条件 :
VDD
VIN1 = 2 + 0.1 V
VDD
VIN2 = 2 − 0.1 V
RL = 10 kΩ
測定回路4
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CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
ミニアナログシリーズ
Rev.1.0_00
5.
車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
S-19611A
消費電流
・消費電流 (IDD)
VDD
A
−
+
VCMR = VDD / 2
図7
6.
測定回路5
ソース電流
・ソース電流 (ISOURCE)
VDD
測定条件 :
VOUT = VDD − 0.1 V
VDD
VIN1 = 2 − 0.1 V
VDD
VIN2 = 2 + 0.1 V
−
+
VIN1
7.
VOUT
VIN2
図8
A
測定回路6
シンク電流
VDD
VOUT
A
−
・シンク電流 (ISINK)
測定条件 :
VOUT = 0.1 V
VDD
VIN1 = 2 + 0.1 V
VDD
VIN2 = 2 − 0.1 V
+
VIN1
VIN2
図9
測定回路7
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9
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105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
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8. 電圧利得
・電圧利得 (開ループ) (AVOL)
CF
VDD
RS
RF
VDDN
−
D.U.T
+
RS
RF
CF
VCMR = VDD / 2
+
NULL
−
VOUT
RL
測定条件 :
VM = VDD − 0.1 V : VM = VM1, VOUT = VOUT1
: VM = VM2, VOUT = VOUT2
VM = 0.1 V
AVOL = 20 log
VSSN



VM1 − VM2
RF + RS 
×
RS 
VOUT1 − VOUT2

RL = 10 kΩ
VM
VDD / 2
図10
それぞれのVM時のVOUTを測定し、次式で電圧利
得 (AVOL) を求めます。
測定回路8
9. スルーレート
ボルテージフォロワ回路で測定します。
tR = tF = 20 ns (VSS ~ VDD)
VDD
・スルーレート (SR)
VIN(+)
VSS
(= 0 V)
立ち下がり時
V × 0.8
SR = DD
t THL
tTHL
VDD × 0.9
VOUT
(= VIN(−))
tTLH
図11
10
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VDD × 0.1
立ち上がり時
V × 0 .8
SR = DD
t TLH
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105°C動作
車載用
CMOSオペアンプ
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低入力オフセット電圧
 使用例
VDD
CF
RF
[Gain = 1000倍の例]
RS = 1 kΩ
RF = 1 MΩ
CF = 1000 pF
RS
−
VIN
VOUT
+
[Gain = 100倍の例]
RS = 1 kΩ
RF = 100 kΩ
CF = 1000 pF
RS
RF
CF
VCMR = VDD / 2
図12
差動増幅回路
VDD
VDD
+
RF
VOUT
−
RS
−
VIN
+
RF
VIN
VOUT
RS
VCMR = VDD / 2
VCMR = VDD / 2
図13
VDD
VDC
RLOAD
ILOAD
図14
反転増幅回路
VSUPPLY
RS
RSENSE
VOUT
−
注意
+
RSENSE
−
RS
RF
RLOAD
CF
図15
CF
RF
RS
+
RS
VDD
VDC
CF
RF
非反転増幅回路
ロウサイド電流検出回路
ILOAD
図16
VOUT
RF
CF
ハイサイド電流検出回路
上記接続図及び定数は動作を保証するものではありません。実際のアプリケーションで十分な評価の上、定数を設
定してください。
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11
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車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
 注意事項
・一般にオペアンプは、外付け部品の選択によっては発振するおそれがあります。実際のアプリケーションで十分な
評価の上、定数を設定してください。
・本ICは静電気に対する保護回路が内蔵されていますが、保護回路の性能を超える過大静電気がICに印加されないよ
うにしてください。
・弊社ICを使用して製品を作る場合には、その製品での当ICの使い方や製品の仕様、出荷先の国などによって当ICを
含めた製品が特許に抵触した場合、その責任は負いかねます。
・出力電流は10 mA以下でお使いください。
・出力電圧がVDD − 100 mV以上もしくはVSS + 100 mV以下の範囲でご使用になる場合は、回路構成によっては動作が
不安定になる可能性がありますので、弊社営業部までお問い合わせください。
・ボルテージフォロワ回路 (Gain = 1倍) で使用する際には、安定動作させるために図17に示すように470 Ω以上の抵
抗を挿入してください。ボルテージフォロワ回路以外でご使用になる場合においても出力端子に付く負荷容量の大
きさによっては動作が不安定になる可能性がありますので、十分な評価の上ご使用下さい。
VDD
VIN+
+
VIN−
−
VOUT
470 Ω以上
VSS
負荷容量
図17
注意
12
上記接続図及び定数は動作を保証するものではありません。実際のアプリケーションで十分な評価の上、定数
を設定してください。
セイコーインスツル株式会社
ミニアナログシリーズ
Rev.1.0_00
105°C動作
車載用
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
S-19611A
 諸特性データ (Typical データ)
1.
消費電流 (IDD) (2回路あたり) − 電源電圧 (VDD)
VSS = 0 V
500
Ta = 40C
IDD [A]
400
300
Ta = 25C
200
Ta = 105C
100
0
2
4
VDD [V]
5
6
VDD = 2.65 V, VSS = 0 V
140
120
100
Ta = 25C
80
Ta = 40C
60
Ta = 105C
40
20
0
1
10
100 1000
0.001 0.01 0.1
f [kHz]
AVOL [dB]
AVOL [dB]
電圧利得 (AVOL) − 周波数 (f)
AVOL [dB]
2.
3
VDD = 3.00 V, VSS = 0 V
140
120
Ta = 25C
100
80
Ta = 40C
60
Ta = 105C
40
20
0
0.001 0.01 0.1
1
10
100 1000
f [kHz]
VDD = 5.50 V, VSS = 0 V
140
120
Ta = 25C
100
80
Ta = 40C
60
Ta = 105C
40
20
0
0.001 0.01 0.1
1
10
100 1000
f [kHz]
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13
ミニアナログシリーズ
S-19611A
3.
105°C動作
車載用
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
出力電流
ISOURCE [mA]
3. 1
ソース電流 (ISOURCE) − 電源電圧 (VDD)
VOH = VDD − 0.1 V, VSS = 0 V
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Ta = 40C
Ta = 25C
Ta = 105C
2
3. 2
3
5
6
シンク電流 (ISINK) − 電源電圧 (VDD)
VOL = VSS + 0.1 V, VSS = 0 V
5.0
4.0
ISINK [mA]
4
VDD [V]
Ta = 40C
3.0
2.0
Ta = 25C
1.0
Ta = 105C
0.0
2
3. 3
3
4
VDD [V]
5
6
出力電圧 (VOUT) − ソース電流 (ISOURCE)
VDD = 2.65 V, VSS = 0 V
VDD = 3.00 V, VSS = 0 V
2.5
Ta = 40C
2.0
Ta = 25C
VOUT [V]
VOUT [V]
3.0
1.5
Ta = 105C
1.0
0.5
0.0
0
5
10
ISOURCE [mA]
15
20
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Ta = 40C
Ta = 25C
Ta = 105C
0
VDD = 5.50 V, VSS = 0 V
VOUT [V]
6.0
5.0
Ta = 40C
4.0
Ta = 25C
3.0
Ta = 105C
2.0
1.0
0.0
0
14
20
40
ISOURCE [mA]
60
80
セイコーインスツル株式会社
5
10
15
ISOURCE [mA]
20
25
ミニアナログシリーズ
Rev.1.0_00
3. 4
105°C動作
車載用
低入力オフセット電圧
出力電圧 (VOUT) − シンク電流 (ISINK)
VDD = 2.65 V, VSS = 0 V
3.0
2.0
VOUT [V]
2.5
VOUT [V]
CMOSオペアンプ
S-19611A
Ta = 25C
1.5
Ta = 105C
1.0
0.5
Ta = 40C
0.0
0
5
10
ISINK [mA]
15
VDD = 3.00 V, VSS = 0 V
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Ta = 25C
Ta = 105C
Ta = 40C
0
20
5
10
15
ISINK [mA]
20
25
VDD = 5.50 V, VSS = 0 V
6.0
4.0
Ta = 25C
3.0
Ta = 105C
2.0
1.0
Ta = 40C
0.0
0
Voltage Noise [nVHz]
4.
20
40
ISINK [mA]
60
80
入力換算雑音電圧 − 周波数 (f)
VDD = 2.65 V, VSS = 0 V
100
Ta = 105C
Ta = 25C Ta = 40C
10
10
100
1000
Voltage Noise [nVHz]
VOUT [V]
5.0
Ta = 105C
Ta = 25C Ta = 40C
10
10000
f [Hz]
Voltage Noise [nVHz]
VDD = 3.00 V, VSS = 0 V
100
10
100
1000
10000
f [Hz]
VDD = 5.50 V, VSS = 0 V
100
Ta = 105C
Ta = 25C Ta = 40C
10
10
100
1000
10000
f [Hz]
セイコーインスツル株式会社
15
ミニアナログシリーズ
S-19611A
車載用
105°C動作
低入力オフセット電圧
CMOSオペアンプ
Rev.1.0_00
 パッケージ熱特性
1. TMSOP-8
Tj = 125C max.
1.0
基板2
0.75 W
許容損失 (PD) [W]
0.8
0.6
基板1
0.63 W
0.4
0.2
0
0
図18
1. 1
50
100
周囲温度 (Ta) [C]
150
パッケージ許容損失 (基板実装時)
基板1
76.2 mm
114.3 mm
表8
項目
熱抵抗値 (θja)
サイズ
材料
銅箔層数
銅箔層
仕様
1
2
3
4
サーマルビア
160°C/W
114.3 mm × 76.2 mm × t1.6 mm
FR-4
2
ランドパターンおよび測定用配線 : t0.070 mm
−
−
74.2 mm × 74.2 mm × t0.070 mm
−
図19
1. 2
基板2
76.2 mm
114.3 mm
表9
項目
熱抵抗値 (θja)
サイズ
材料
銅箔層数
銅箔層
サーマルビア
仕様
1
2
3
4
133°C/W
114.3 mm × 76.2 mm × t1.6 mm
FR-4
4
ランドパターンおよび測定用配線 : t0.070 mm
74.2 mm × 74.2 mm × t0.035 mm
74.2 mm × 74.2 mm × t0.035 mm
74.2 mm × 74.2 mm × t0.070 mm
−
図20
16
セイコーインスツル株式会社
2.90±0.2
8
5
1
4
0.13±0.1
0.2±0.1
0.65±0.1
No. FM008-A-P-SD-1.1
TITLE
TMSOP8-A-PKG Dimensions
No.
FM008-A-P-SD-1.1
SCALE
UNIT
mm
Seiko Instruments Inc.
2.00±0.05
4.00±0.1
4.00±0.1
1.00±0.1
+0.1
1.5 -0
1.05±0.05
0.30±0.05
3.25±0.05
4
1
5
8
Feed direction
No. FM008-A-C-SD-2.0
TITLE
TMSOP8-A-Carrier Tape
FM008-A-C-SD-2.0
No.
SCALE
UNIT
mm
Seiko Instruments Inc.
16.5max.
13.0±0.3
Enlarged drawing in the central part
13±0.2
(60°)
(60°)
No. FM008-A-R-SD-1.0
TITLE
TMSOP8-A-Reel
No.
FM008-A-R-SD-1.0
SCALE
QTY.
UNIT
4,000
mm
Seiko Instruments Inc.
www.sii-ic.com
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誤動作により、人身事故、火災事故、社会的損害などを生じさせないような冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設
計などの安全設計に十分ご留意ください。

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