부하 용량 영역에서 일절 발진하지 않는 2ch 고속 CMOS OP Amp 「BD77502FVM」 개발
압도적인 노이즈 내량을 실현한 「EM이엠ARMOUR아머™」 시리즈의 고속 OP Amp 라인업 확충으로
소형화 설계에 기여

2020년 9월 24일

<개요>

2ch 고속 CMOS OP Amp 「BD77502FVM」

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 계측 기기 및 제어 기기에서 사용되는 이상 검출 시스템, 미세 신호를 취급하는 각종 센서 등, 고속 센싱을 필요로 하는 산업기기 · 민생기기용으로 2ch 고속 그라운드 센스 CMOS OP Amp※1 「BD77502FVM」을 개발하였습니다.
「BD77502FVM」은 압도적인 EMI 내량※2 (이하, 노이즈 내량)으로, 고속 증폭 (High slew rate 10V/µs)에 대응함과 동시에, 배선 등의 부하 용량에서 발진하지 않는다는 특징으로, 높은 평가를 받고 있는 고속 OP Amp 시리즈의 2회로 내장 (2ch) 신제품입니다. 압도적인 노이즈 내량으로 모든 주파수 대역에서의 출력전압 변동을 ±20mV 이하 (일반품 대비 1/10)로 억제하였습니다. 또한, 부하 용량에서 발진하기 쉬운 고속 타입 OP Amp임에도 불구하고 일절 발진하지 않아 안정 동작이 가능합니다. 따라서, 센서 등 미세 신호를 출력하는 디바이스의 후단에 설치하는 경우, 외부 노이즈와 부하 용량의 영향을 받지 않고 고속으로 신호 증폭이 가능합니다. 또한, 2ch 제품이므로 소형화 설계와 동시에 어플리케이션의 설계 공수 삭감과 고신뢰성화에 기여합니다.
본 제품은 2020년 8월부터 샘플 (샘플 가격 500엔/개, 세금 불포함) 출하를 개시하였으며, 2020년 10월부터 월 100만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정입니다.
로옴은 향후 본 시리즈의 라인업 확충을 더욱 가속화하여 오토모티브 대응을 추진함으로써, 폭넓은 어플리케이션의 설계 공수 삭감과 고신뢰화에 기여해 나갈 것입니다.

<배경>

최근, IoT의 확대에 따라, 자동차 및 산업기기 등 모든 어플리케이션에서 고도의 제어를 위해 많은 전자 부품이 탑재되고 있습니다. 어플리케이션의 전자화 및 고밀도화가 추진됨에 따라, 노이즈 환경은 더욱 악화되고 있어 센서 등의 미세한 신호를 취급하는 디바이스의 노이즈 설계가 큰 과제로 떠오르고 있습니다. 또한, 안전을 위한 각종 이상 검출 시스템에서는 미세한 신호를 고속으로 증폭시킬 수 있는 OP Amp가 필요시되고 있습니다. 그러나 고속 타입의 OP Amp는 배선 등의 부하 용량이 원인이 되어 발진하기 쉬우므로 취급이 어려워, 기판 설계 시의 부하가 크다는 과제가 있었습니다.
로옴은 압도적인 노이즈 내량을 실현한 EMARMOUR™ 시리즈로, 독자적인 전원 기술 「Nano Cap™」을 탑재하여 부하 용량에서 일절 발진하지 않는 1ch 고속 CMOS OP Amp 「BD77501G」를 개발, 고객뿐만 아니라 타 분야의 기술자 등 분야 및 지역을 불문하고 폭넓은 반향을 일으키고 있습니다. 이번에 이러한 1ch 제품에 이어, 시장 요구를 반영한 2ch의 신제품을 개발하였습니다.

압도적인 노이즈 내량을 실현한 「EMARMOUR™」 OP Amp 시리즈
압도적인 안정 제어 기술로 발진하지 않는 고속 OP Amp 실현

<EMARMOUR™란?>

설계 개발 공수에 대한 EMARMOUR™의 효과

「EMARMOUR」는 로옴의 「회로 설계 기술」「레이아웃 기술」「프로세스 기술」을 융합하여 개발한 제품으로, ISO11452-2의 국제적 노이즈 평가 시험에서, 모든 노이즈 주파수 대역에서의 출력전압 변동이 ±300mV 이하라는 노이즈 내량을 실현한 제품에만 부여하는 브랜드명입니다. 압도적인 노이즈 내량으로, 시스템 개발에서의 노이즈 과제를 해결함으로써, 설계 공수 삭감 및 고신뢰화에 기여합니다.

<특징>

신제품 「BD77502FVM」은 압도적인 노이즈 내량을 실현하는 EMARMOUR™ 시리즈로, 고속 타입 OP Amp이지만 부하 용량에서 일절 발진하지 않는 특징으로 산업기기 시장에서 채용이 추진되고 있는 1ch 그라운드 센스 CMOS OP Amp 「BD77501G」의 2ch 버전 제품입니다. 하기 특징을 실현함과 동시에 2ch 제품으로서 시장의 요구에 대응하여 한층 더 소형화된 어플리케이션의 기판 설계에 기여합니다.

1. 발진하지 않는 고속 OP Amp로, 부하 용량에서 기인하는 설계 공수 삭감

신제품은 로옴의 독자적인 전원 기술 「Nano Cap™」을 탑재함으로써 압도적인 안정 제어를 실현하였습니다. 또한, 이상 검출 시스템 등에서 요구되는 고속 증폭 (High slew rate 10V/µs)에 대응함과 동시에, 배선 등의 부하 용량에서 발진하지 않는 OP Amp입니다. 일반적인 고속 OP Amp는 배선 등의 부하 용량에서 불안정해짐에 따라 배선 및 주변 부품의 제약으로 인해 취급이 어려운 반면, 본 제품은 일절 발진하지 않고 안정적인 동작이 가능하므로 어플리케이션의 설계 공수 삭감에 기여합니다.

2. 압도적인 노이즈 내량으로, 노이즈 설계 부하 경감
(EMARMOUR™의 특징)

압도적인 노이즈 내량 실현

신제품은 EMARMOUR™의 OP Amp 시리즈로서, 일반품의 경우 모든 노이즈 주파수 대역에서의 출력전압이 ±200mV 이상으로 변동하는 반면, ±20mV 이하라는 압도적인 노이즈 내량을 실현하였습니다. 각 주파수의 노이즈에 대한 대책 (필터 회로 구축)이 필요하지 않으므로, 시스템에서 중요한 역할을 담당하는 센서 등의 노이즈 설계 부하를 경감할 수 있어, 어플리케이션의 설계 공수 삭감 및 고신뢰화에 기여합니다.

3. 노이즈 대책 부품 16개 삭감 (EMARMOUR™의 특징)

노이즈 대책 외장 부품 비교

신제품은 압도적인 노이즈 내량을 실현함으로써, 일반품에는 꼭 필요한 외장 노이즈 대책 부품 (전원, 입력, 출력의 각 CR 필터)을 삭감할 수 있습니다. 예를 들어 2ch의 OP Amp와 일반품을 비교하면 총 16개의 노이즈 대책 부품을 삭감할 수 있습니다.

<어플리케이션 예>

■이상 전류 검출기 및 가스 검출기 등의 설비 관리 기기  
■고속 제어 (신호 전달)를 필요로 하는 모터
■인버터 제어 기기  
■트랜지스터 구동용 프리 드라이버 · 버퍼

등, 고속 신호 전달을 필요로 하는 산업기기 · 민생기기에서 부하 용량에 대한 걱정 없이 고속 증폭 가능

<EMARMOUR™ CMOS OP Amp 시리즈 라인업>

품명 회로
최대
동작전압 (V)
입력
오프셋
전압 (mV) (Typ.)
바이어스
전류 (nA)
slew rate
(V/μs) (Typ.)
회로전류
(mA) (Typ.)
Nano Cap™
기술
(출력
안정)
패키지
BD77501G 1ch 15 4 0.001 10.0 1.3 SSOP5

BD77502FVM
2ch 2.6 MSOP8
BD87581YG-C 1ch 14 1 3.5 2.3 - SSOP5
BD87582YFVM-C 2ch 5.0 - MSOP8

<Nano Cap™이란?>

「Nano Cap」은 로옴의 수직 통합형 생산 체제를 통해 「회로 설계」「레이아웃」「프로세스」의 3가지 첨단 아날로그 기술을 집약하여 실현한 압도적인 안정 제어 기술입니다. 안정 제어를 통해 아날로그 회로의 콘덴서에 관한 안정 동작 과제를 불식시킴으로써, 자동차 및 산업기기, 민생기기 등 폭넓은 어플리케이션의 설계 공수 삭감에 기여합니다.

<용어 설명>

※1 : OP Amp
OP Amp는 증폭기라고 불리우며, 입력 신호를 증폭시킬 수 있다. 센서 출력 신호 등의 미세한 신호를 증폭시킴으로써, 마이컴 등이 인식할 수 있는 전압 레벨로 만든다.
콤퍼레이터는 비교기라고 불리우며, 입력 신호의 임계치 판정에 사용된다. 센서 출력 신호 등에 대해, 임계치를 판정하여, 디지털 (High / Low) 신호를 출력할 수 있다.
OP Amp와 콤퍼레이터의 역할
※2 : EMI (Electromagnetic Interference : 전자 방해) 내량
EMI 내량은 주위에서 발생하는 노이즈에 대한 내성을 나타내는 지표. EMI 내량이 낮은 경우에 주위에서 노이즈가 발생하면, 디바이스 및 시스템이 오동작을 일으킬 우려가 있으므로, 필터 (콘덴서, 저항 등) 및 쉴드 (금속판)를 통해 노이즈 대책을 실시할 필요가 있다. 반대로, EMI 내량이 높으면, 노이즈의 영향을 신경 쓸 필요가 없으므로, 노이즈 대책으로 인한 설계 공수 삭감에 큰 메리트가 있다.

・「EMARMOUR™」「Nano Cap™」은 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.

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