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2018-07-06
【ROHM新闻稿】ROHM开发出业界顶级低杂讯CMOS运算放大器“LMR1802G-LB”促进光感测器和声纳等高精度感测工业装置的进化

<概要>
半导体制造商ROHM(总公司:日本国京都市)针对处理微小讯号的光感测器、声纳及硬碟中使用的加速度感测器等需要高精度感测的工业装置,研发出业界顶级的低杂讯CMOS*1运算放大器“LMR1802G-LB”。
“LMR1802G-LB”融合ROHM“电路设计”“电路佈局”“制程”等三大先进类比电源技术优势研发而成,是一款输入换算杂音电压密度(以下简称杂讯性能)仅为市面同级产品(以下简称传统产品)的1/2左右(1kHz 时2.9nV/√Hz,10Hz 时7.8nV/√Hz),在低杂讯性能上具有绝对优势,大幅提升感测器讯号检测性能的运算放大器。另外,与低杂讯性能呈现冲突关系的相位边限和负载容量耐受度驱动,也分别实现了业界顶级性能(相位边限68°,负载容量耐受度500pF),是一款具备业界顶级低杂讯性能,并具有卓越安定性(不易振盪,易于操作)的产品。因此即便是仅仅几µV的电压也可以准确地加以放大,有助于促进需要高精度感测的工业装置及家电的发展。
本产品从2018年6月开始出售样品(样品价格:500日元/个,不含税),预计于2018年10月开始暂以月产50万个的规模投入量产。前段制程在ROHM Hamamatsu Co.,Ltd.(日本国滨松市),后段制程则是在ROHM Integrated Systems (泰国) Co., Ltd.。

<背景>
近年来,随着IoT的普及,为实现更高性能并进行高精度控制,包括行动装置在内,在汽车及工业装置中均搭载了许多感测器。感测器是将各种环境、物理变化转换为讯号的元件,需要具备高精度,同时,在节能化(省电化)的大趋势下,感测器周边电路的也朝向低电压发展。
另一方面,运算放大器被配置于感测器后端,用来将感测器输出讯号放大,感测器输出多为微小的类比讯号,为了可以传输高精度讯号,对运算放大器自身的杂讯要求也越来越严苛。
ROHM透过优异的类比设计技术,并发挥垂直整合生产体制的独自优势,去年起针对车电市场研发出具超强抗杂讯(抗外部杂讯性能优异)性能的运算放大器,此次则针对工业装置及家电等领域,研发出业界顶级的低杂讯(电子电路产生的杂讯较少)运算放大器。

 

<特点>
1.低杂讯且更容易运用,具业界最高性能的低杂讯CMOS运算放大器
新产品作为融合ROHM的“电路设计(同相输入电压新电路)”、“电路佈局(多年积累的类比佈局)”、“制程(为了低杂讯而最佳化)”三大类比技术优势研发而成的低杂讯CMOS运算放大器,输入换算杂音电压密度在1kHz时为2.9nV/√Hz、10Hz时为7.8nV/√Hz,与传统产品相比杂讯量仅为1/2左右,在低杂讯性能上具有绝对优势。
另外,过去在研发运算放大器的低杂讯性能时,存在着相位边限和负载容量耐受度恶化、容易振盪等电路设计方面的课题。而ROHM在运算放大器的同相输入电压上採用了新电路设计,不仅实现了业界顶级的低杂讯性能,还同时兼顾业界顶级的68°相位边限和500pF负载容量耐受度驱动。
这些都让感测器的讯号检测性能有了显着提升(例如提高至传统产品的2倍等),即使是仅几µV的电压也可准确地放大,非常有助于以“高精度”为卖点的感测器装置展现出更高性能。

2.力求降低引发误差的输入补偿电压和输入偏压电流
运算放大器当输入电压为0V时输出电压应为0V,不过由于结构原因会产生补偿电压,进而出现误差。另外,当感测器输出的电阻较高时,如果运算放大器的输入偏压电流较大,将影响到感测器的输出电压。这两点将导致运算放大器产生误差,所以通常会要求其数值要尽量减少。
新产品的输入补偿电压仅为450µV(传统产品的1/4),输入偏压电流仅为0.5pA(传统产品的1/2),从减少误差的角度来看也可实现高精度的放大运算。


<应用范例>
■搭载声纳和光感测器的测距装置
■保全系统、红外线遥控器及夜视镜等搭载红外线感测器的装置
■电脑硬碟等精密装置
■流量计、瓦斯侦测器等设备管理装置
■其他搭载感测器并需要高精度检测的工业装置、消费性电子产品

<其他产品规格>
 

型号 电路数 电源电压范围 输入补偿电压 输入偏压电流 输入换算杂音电压 工作温度范围 封装 封装尺寸
LMR1802G-LB 1 2.5V ~ 5.5V ±450µV 0.5pA  2.9nV/√Hz (1kHz)
7.8nV/√Hz (10Hz)
-40℃~125℃ SSOP5  2.9 x 2.8 x 1.25mm
 

<名词解释>
*1) CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor的缩写,互补式金属氧化物半导体的简称)
与Bipolar双极型半导体相比,具有输入电流小、适合低电压工作的特点。

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