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ROHM開發(fā)出業(yè)界頂級的低噪聲CMOS運算放大器

2018-07-05
關鍵詞: ROHM 低噪聲 CMOS

  全球知名半導體制造商ROHM(總部位于日本京都)面向處理微小信號的光傳感器、聲納及硬盤中使用的加速度傳感器等需要高精度感測的工業(yè)設備應用,開發(fā)出業(yè)界頂級的低噪聲CMOS*1運算放大器“LMR1802G-LB”。

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  近年來,隨著IoT的普及,為實現(xiàn)更高性能并進行高級控制,包括移動設備在內(nèi),汽車、工業(yè)設備等所有應用中均搭載了諸多傳感器。傳感器是將各種環(huán)境、物理變化轉(zhuǎn)換為信號的元器件,要求具備高精度,而同時在節(jié)能化(省電化)的大趨勢下,傳感器外圍電路的電壓呈日益降低趨勢。

  另一方面,運算放大器被配置于傳感器后端,用來將傳感器輸出信號放大,傳感器輸出多為微小的模擬信號,為了高精度地傳輸信號,對運算放大器自身的噪聲要求已經(jīng)越來越嚴苛。

  ROHM通過發(fā)揮模擬設計技術(shù)和獨有的工藝等垂直統(tǒng)合型生產(chǎn)體制優(yōu)勢,去年面向車載市場開發(fā)出超強抗噪聲(抗外部噪聲性能優(yōu)異)運算放大器,此次則面向工業(yè)設備及家電等領域開發(fā)出業(yè)界頂級的低噪聲(電子電路產(chǎn)生的噪聲少)運算放大器。

  LMR1802G-LB融合ROHM的“電路設計”、“工藝”、“布局”三大模擬技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)而成,是一款等效輸入電壓噪聲密度(以下簡稱“噪聲性能”)僅為市場流通產(chǎn)品(以下簡稱“傳統(tǒng)產(chǎn)品”)的1/2左右(1kHz 時2.9nV/√Hz,10Hz 時7.8nV/√Hz)、低噪聲性能具有絕對優(yōu)勢、傳感器信號檢測性能顯著提升的運算放大器。另外,與低噪聲性能呈矛盾關系的相位裕量和容性負載驅(qū)動也分別實現(xiàn)了業(yè)界頂級性能(相位裕量68°,容性負載500pF),還是一款具備業(yè)界頂級的低噪聲性能,并具有卓越的穩(wěn)定性(不易振蕩,易于操作)的運放產(chǎn)品。這使得準確地放大僅幾?V的電壓也成為可能,非常有助于促進需要高精度感測的工業(yè)設備和家電發(fā)展。

  本產(chǎn)品從2018年6月開始出售樣品(樣品價格:500日元/個,不含稅),預計于2018年10月開始暫以月產(chǎn)50萬個的規(guī)模投入量產(chǎn)。前期工序的生產(chǎn)基地為ROHM Hamamatsu Co.,Ltd.(日本濱松市),后期工序的生產(chǎn)基地為ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.。同時,新產(chǎn)品在AMEYA360、Right IC、Mouser開始網(wǎng)售。

  未來ROHM還會將低噪聲運算放大器開發(fā)技術(shù)應用到本公司的其他產(chǎn)品中,不斷為實現(xiàn)應用的更高精度和系統(tǒng)的更高可靠性貢獻力量。

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  <特點詳情>

  1.低噪聲且更易用,業(yè)界頂級性能的低噪聲CMOS運算放大器

  新產(chǎn)品作為融合ROHM的“電路設計(差分輸入級新電路)”、“布局(多年積累的模擬布局)”、“工藝(為了低噪聲而優(yōu)化)”三大模擬技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)而成的低噪聲CMOS運算放大器,等效輸入電壓噪聲密度實現(xiàn)1kHz 時2.9nV/√Hz、10Hz 時7.8nV/√Hz,與市場流通品相比,噪聲量僅為1/2左右,低噪聲性能具有絕對優(yōu)勢。

  另外,以往在追求運算放大器的低噪聲性能時,存在相位裕量和容性負載特性惡化、容易振蕩等電路設計方面的難題。而ROHM通過在運算放大器的差分輸入級采用新電路,不僅實現(xiàn)了業(yè)界頂級的低噪聲性能,還同時實現(xiàn)了業(yè)界頂級的68°相位裕量和500pF容性負載驅(qū)動。這使得傳感器信號檢測性能顯著提升(例如提高至傳統(tǒng)產(chǎn)品的2倍等),僅幾?V的電壓也可準確地放大,非常有助于以“高精度”為關鍵詞的搭載傳感器的設備實現(xiàn)更高性能。

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  2.引發(fā)誤差的輸入失調(diào)電壓和輸入偏置電流也力求極小化

  運算放大器當輸入電壓為0V時輸出電壓應為0V,不過因其結(jié)構(gòu)方面的原因?qū)a(chǎn)生失調(diào)電壓而出現(xiàn)誤差。另外,當傳感器輸出的阻抗較高時,如果運算放大器的輸入偏置電流較大,則將影響到傳感器輸出電壓。這兩個特性作為導致運算放大器誤差的主要因素,要求其值要盡量小。

  新產(chǎn)品的輸入失調(diào)電壓僅為450?V(傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/4),輸入偏置電流僅為0.5pA(傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/2),從減少誤差的角度看也可實現(xiàn)高精度放大。

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  ■搭載聲納和光傳感器的測距設備

  ■安保設備、紅外線遙控器及夜視裝置等搭載紅外傳感器的設備

  ■硬盤等精密工作設備

  ■流量計、氣體檢測儀等設備管理裝置

  ■其他搭載傳感器并需要高精度檢測的工業(yè)設備、消費電子設備

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  <產(chǎn)品規(guī)格其他數(shù)據(jù)>

 ?。夹g(shù)語解說>

  *1) CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor的縮寫,互補型MOS的簡稱)

  與Bipolar相比,具有輸入電流小、適合低電壓工作的特點。


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