ゼロドリフトオペアンプはパフォーマンスを向上させ、電力を節約します

はじめにLTC2054およびLTC2055は、SOT-23（LTC2054）、MS8、およびDD（LTC2055）パッケージで利用可能なシングルおよびデュアル低電力ゼロドリフトオペアンプです。 これらは利用可能な最低電力のゼロドリフトアンプであり、それぞれが同じ高性能を提供します。これには、低入力バイアス電流（1pA標準）、低オフセット（3µV max）、最大30°Cのドリフト（125nV /°Cmax）が含まれます。アンプあたりわずか130µAを消費します。 同様のアンプは、同じ性能を達成するために0.8mAから1mAを必要とします。 消費電力が少ないため、どのシステムでもバッテリ寿命が長くなるか、アンプ機能の数が増えます。 SOT-23およびDDパッケージでは、わずか3mm×3mmでシングルまたはデュアルアンプを使用できます。 広い入力コモンモード範囲は、負電源から正電源より0.5V低い範囲に広がり、電源範囲は、LTC2.7とLTC6では2054Vから2055V、LTC2.7HVとLTC5.5HVでは2054Vから±2055Vであり、両方を低くすることができます。および高電源電圧動作。 性能と機能すべての温度で最低の電力LTC2054とLTC2055は、前例のない低消費電力を特長としています。LTC150の場合はアンプあたり最大2055µA、LTC175の場合は最大2054µAです。 これは、同様のアンプの1〜2054分の2055の電力であり、これらのアンプはリモートセンシングなどのバッテリ駆動のアプリケーションに最適です。 低い室温供給電流を指定するが極端な温度ではるかに高い消費を可能にする他のアンプとは異なり、供給電流は温度全体でほぼ一定であるため（図5）、システム設計が簡素化されます。 起動電流も低く、供給調整にチャージポンプまたはツェナーダイオードを使用できます。 低電源電流にもかかわらず、LTCXNUMXHVとLTCXNUMXHVは±XNUMXV電源でも同様に動作します。     図1.供給電流（アンプあたり）低入力バイアス電流LTC2054およびLTC2055は、信じられないほど低い入力バイアス電流を誇ります。標準でわずか1pAです。 このレベルの入力電流により、入力オフセットを大幅に増やすことなく、大きな値の抵抗と小さな値のコンデンサを使用できます。 積分回路（図2）で使用すると、LTC2054とLTC2055はほぼ理想的なDC性能を示します。 低オフセットは、XNUMX桁にわたって出力精度を維持します。 入力電流が小さいため、入力電流ノイズとクロックフィードスルーも最小限に抑えられます。     図2.高精度低ドリフト積分器ワイド入力コモンモード範囲その低オフセット（通常は1µV未満）を最大限に活用するために、LTC2054およびLTC2055は、ほぼレールツーレールの入力コモンよりも高いCMRR（標準130dB）を備えています。 -モード範囲。 コモンモードの範囲は、負の電源から正の電源の2054ボルト下まで拡張されます。 これは、低い電源電圧でも、負の電源から中間電源電圧を超えるまでの大きな有用な入力範囲が存在することを意味します。 さらに、コモンモード範囲は、他のほとんどのアンプの場合のように、極端な温度でも大幅に減少することはありません。 パフォーマンスのトレードオフはありません通常、上記のような拡張機能では、回路設計者が何かをあきらめる必要があります。 これらのデバイスではありません。 LTC2055とLTC3は、以前のバージョンの高性能を維持しています。 クラス最高の30µV最大オフセット仕様と130nV /°Cドリフトにより、高いDC精度が維持されます。 この低いオフセットは、それぞれ140dBの非常に高いCMRRおよびPSRRと組み合わされます。 標準1.6dBの高DCゲインにより、残留ゲイン誤差の少ない高ゲイン回路でのアプリケーションが可能になります。 ノイズ性能は、0.1 Hz〜10 Hz帯域で非常に優れた0.2µVのピークツーピークであり、入力電流が低いこともあり、クロックフィードスルーは2054µVRMS未満です。 このレベルのパフォーマンスは通常、LTC2055およびLTC2055の3〜3倍の電力を必要とするアンプに搭載されています。 そのすべてと小さいサイズ、多すぎるアプリケーションは精度を必要とするだけではありません。 最小のパッケージが必要です。 高密度の需要を満たすために、デュアルLTC23は2054mm×5mmDDパッケージで提供されています。 これにより、SOT-23と同じ基板スペースで2055つの高精度アンプを使用できます。 LTC8は、薄型の3リードSOT2054（ThinSOT™）パッケージで提供されます。 ボードスペースが限られているアプリケーションでは、パフォーマンスを犠牲にする必要はありません。 スペースがそれほど重要ではない場合、LTC1はMS1パッケージでも入手できます。 アプリケーションCurrentSenseアプリケーション携帯性と省電力に向けた今日の取り組みは、現在の監視への関心につながっています。 図1にローサイド電流検出回路を示します。 このアプリケーションでは、LTC1を使用して、電源シャント抵抗の両端の電圧をバッファリングし、Q3を使用してその電位を電流に変換します。 Q1はアンプループ内にあるため、RXNUMXの両端の電圧はシャント抵抗の両端の電圧と等しくXNUMXµV以内に保たれます。 次に、出力をレベルシフトするために、電流はQXNUMXを介してRXNUMXを経由します。     図3.–48Vローサイド高精度電流検出2054番目のLTC3は出力リファレンスレベルを設定し、R3はVOUT = VSENSE•R1 / R2となるように信号にゲインを追加します。 抵抗R2は結果に直接影響を与えませんが、回路基板への熱効果によって発生する温度依存の電圧オフセットを低減するのに役立ちます。 これらのオフセットは通常、はんだへの抵抗リードや銅トレースへのはんだなど、異種金属接合によって引き起こされる熱電対の結果です。 追加のオフセットは、温度に対する抵抗値またはアンプ入力電流の変化によって引き起こされる可能性があります。 R10などのマッチング要素を追加すると、差動入力で対称エラーが発生するため、これらの変更をキャンセルするのに役立ちます。 DC精度は、アンプの非常に低い入力オフセットによって維持されます。 さらに、これらのアンプの入力オフセットが小さいため、値の小さいセンス抵抗を使用できるため、システムの電力を節約できます。 2055V以下の供給電圧を持つ同様のシステムの場合、2055つのLTC2054の代わりにLTC4またはLTC60HVの1754つの半分を使用できます。 これらのアンプのあまり明白ではないアプリケーションは、ハイサイド電流センスです。 図5は、最大1Vの電源で動作できる低電力、双方向の高精度ハイサイド電流検出を示しています。 この回路は、LTC4686-2054と1N3ツェナーダイオードを使用して、LTC2054用のハイサイド参照低電圧電源を生成します。 前の回路と同様に、センス電圧はR3に反射され、センス抵抗の電流に比例するRXNUMXを流れる電流を生成します。 LTCXNUMXは、正確なゲインと低いオフセットで、RXNUMXのセンス電流に比例する出力電圧を提供します。     図4.低電力、双方向60V高精度ハイサイド電流センスLT1787HVレベルは、センス出力をグランドにシフトし、双方向出力機能を提供します。 LTC125によって提供される2054の初期ゲインは、精度の低いレベルシフト回路を使用しても精度が維持されることを保証します。 ローサイド電流検出回路と同様に、LTC2054の入力オフセットが小さいため、シャント電流が比較的低い場合でも、精度を損なうことなく小さな検出抵抗を使用できます。 フォトダイオード増幅器図5は、LTC2054をトランスインピーダンス増幅器として使用する回路を示しています。 フォトダイオードの電流は、出力で電圧に変換されます。 低入力バイアス電流と入力ノイズ電流は、低電圧オフセットと組み合わされて、高精度の信号モニターを提供します。 LTC2054の低い入力オフセットと高いDCゲインを特徴とする広いダイナミックレンジにより、回路に高度な入力感度が提供されます。 さらに、LTC2054HVは±5Vの電源動作を可能にし、ダイナミックレンジをさらに拡大します。     図5.超高精度のワイドダイナミックレンジ10Hz帯域幅フォトダイオードアンプ結論LTC2054およびLTC2055低ドリフトオペアンプは、低消費電力と高精度DC仕様を組み合わせています。 必要なボード面積は少なく、LTC23用のSOT-5-2054やLTC3用の業界をリードする3mm×2055mmDDパッケージなどの小さなフットプリントパッケージで利用できます。 広い入力コモンモード範囲と2.7V〜±5Vの動作を可能にする広い電源範囲が柔軟性を提供します。

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