부하 용량 영역서 발진않는 고속 OP Amp
노이즈 내량 이엠아머™로 이상 검출 최적 CMOS OP Amp
2020-05-21 온라인기사  /  ROHM



로옴(ROHM)은 계측기기 및 제어기기에서 사용되는 이상 검출 시스템, 미세 신호를 취급하는 각종 센서 등 고속 센싱을 필요로 하는 산업기기 • 민생기기용으로 고속 타입의 그라운드 센스 CMOS OP Amp「BD77501G」를 개발했다.

「BD77501G」는 이상 검출 시스템 등에서 요구되는 고속 증폭(High slew rate 10V/µs)에 대응함과 동시에, 배선 등의 부하 용량에서 전혀 발진하지 않는 업계 최초의 OP Amp이다. 기존의 고속 OP Amp는 부하 용량에서 발진하여 동작이 불안정해지는 경우가 있지만, 본 제품은 발진하지 않으므로 안정적인 동작이 가능하다. 또한, 일반품의 경우 모든 노이즈 주파수 대역에서 출력전압이 ±200mV 이상 변동하는 반면, 본 제품은 압도적인 EMI 내량*1(이하, 노이즈 내량)으로 ±20 mV 이하(일반품의 1/10)를 실현했다. 이에 따라, 센서 등의 후단에 설치하는 경우, 부하 용량과 외부 노이즈로부터 영향을 받지 않고 고속으로 신호 증폭이 가능하므로, 애플리케이션의 설계 공수 삭감과 고신뢰화에 크게 기여한다.

본 제품은 2020년 3월부터 샘플 (샘플 가격 500엔/개, 세금 불포함) 출하를 개시하였으며, 2020년 10월부터 월 100만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정이다. 향후 본 제품을 라인업화하여 오토모티브용으로도 전개함으로써, 폭넓은 어플리케이션의 설계 공수 삭감과 고신뢰화에 기여해 나갈 것이다.
 
배경
최근 IoT의 확대에 따라, 자동차 및 산업기기 등 모든 애플리케이션에서 고도의 제어를 위해 많은 전자 부품이 탑재되고 있다. 그 중에서 안전을 위해 각종 이상 상태를 검출하는 시스템에서는 센서 등의 미세한 신호를 고속으로 증폭시킬 수 있는 OP Amp가 필요하다. 이러한 고속 타입의 OP Amp는 배선 등의 부하 용량으로 인해 발진하기 쉽다는 점에서 취급이 어려워, 기판 설계 시의 부하가 크다는 과제가 있다. 또한, 애플리케이션의 전자화 및 고밀도화가 추진됨에 따라 노이즈 환경은 더욱 악화되어, 미세 신호를 취급하는 디바이스의 노이즈 설계도 중요한 과제다.

로옴이 개발한 EMARMOUR™ 시리즈의 OP Amp • 콤퍼레이터*2는 압도적인 노이즈 내량으로 노이즈 설계의 부하를 경감할 수 있어, 자동차 및 산업기기 시장에서 높은 평가를 받고 있다. 이러한 OP Amp 시리즈로서, 모든 부하 용량 영역에서 발진하지 않아 이상 상태 검출에 최적인 고속 타입 신제품을 추가했다.
  






「EM(이엠)ARMOUR(아머)™란

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




 
특징
1. 업계 최초, 발진하지 않는 고속 OP Amp를 통해, 부하 용량으로 인한 설계 공수 삭감
「BD77501G」는 로옴의 독자적인 전원 IC 기술 「Nano Cap™」을 탑재함으로써 압도적으로 안정적인 제어를 실현하여, 이상 검출 시스템 등에서 요구되는 고속 증폭 (High slew rate 10 V/µs)에 대응함과 동시에, 배선 등의 부하 용량에서 발진하지 않는 업계 최초의 OP Amp이다. 기존의 고속 OP Amp가 배선 등의 부하 용량에서 불안정해짐에 따라 배선 및 주변 부품의 제약으로 인해 취급이 어려운 반면, 본 제품은 전혀 발진하지 않고 안정적으로 동작 가능하므로 애플리케이션의 설계 공수 삭감에 기여한다.

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





3. 노이즈 대책용 부품 10개 삭감
압도적인 노이즈 내량을 실현함으로써, 일반품에는 꼭 필요한 외장 노이즈 대책 부품(전원, 입력, 출력의 각 CR 필터)을 삭감할 수 있다. 예를 들어 1ch의 OP Amp와 일반품을 비교하면 총 10개의 노이즈 대책 부품을 삭감할 수 있다.





라인업


 
애플리케이션 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



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 기술이다. 안정 제어를 통해 아날로그 회로의 콘덴서에 관한 안정 동작 과제를 불식시킴으로써, 자동차 및 산업기기, 민생기기 등 폭넓은 어플리케이션의 설계 공수 삭감에 기여한다.
 
용어 설명
*1) 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.
 
*2) OP Amp와 콤퍼레이터
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.

 • 「EMARMOUR™」「Nano Cap™」은 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표다.

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