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MAX4310-15 DS J
19-1379; Rev 1; 4/99 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 概要 ___________________________________ 特長 ___________________________________ MAX4310∼MAX4315は単一電源動作のマルチプレクサ (mux)アンプで、高速動作、低グリッチスイッチング 及び優れたビデオ仕様を兼ね備えています。これら6つ の製品はマルチプレクサの入力数及び利得構成が異なり ます。MAX4310/MAX4311/MAX4312は、2/4/8 チャネルのマルチプレクサ及びユニティゲインが安定 するように最適化された可変利得アンプを内蔵してい ます。MAX4313/MAX4314/MAX4315は、2/4/8 チャネルのマルチプレクサ及び+2V/V固定利得アンプを 内蔵しています。 これらのデバイスは40nsのチャネル スイッチング時間及び10mVp-pの低スイッチングトラン ジェント性能を備えているので、ビデオスイッチング アプリケーションに最適です。これらのデバイスは + 4 . 0 V∼+ 1 0 . 5 Vの単一電源又は±2V∼±5 . 2 5 Vの デュアル電源で動作します。出力はレイルトゥレイル® で、入力同相電圧範囲は負の電源電圧まで適用できます。 ◆ 最低+4Vまでの単一電源動作 MAX4310/MAX4311/MAX4312は280MHz/345MHz/ 265MHzの-3dB帯域幅及び最大460V/µsのスルーレート 性能を備えています。MAX4313/MAX4314/MAX4315 は逆終端ケーブルの駆動に最適で、150MHz/127MHz/ 97MHzの-3dB帯域幅、最大540V/µsのスルーレート 及び+2V/Vの固定利得を特長としています。自己消費 電流は僅か6.1mAです。更に低電力シャットダウンモード に設定すると、消費電流が僅か560µAに低減され、出力 はハイインピーダンス状態になります。MAX4310∼ MAX4315の内蔵アンプは、全出力電圧範囲において 僅か8Ωのオープンループ出力インピーダンスを維持 するので、殆どのレイルトゥレイルアンプで標準的な 負荷条件下において利得誤差と帯域幅変動が最小限に 抑えられます。これらのデバイスは微分利得及び位相 誤差がそれぞれ0.06%/0.08° となっており、放送用 ビデオアプリケーションに最適です。 アプリケーション _______________________ ◆ -3dB帯域幅:345MHz (MAX4311) -3dB帯域幅:150MHz (MAX4313) ◆ スルーレート:540V/µs (MAX4313) ◆ 低消費電流:6.1mA ◆ チャネルスイッチング時間:40ns ◆ 超低スイッチングトランジェント:10mVp-p ◆ 微分利得/位相誤差:0.06%/0.08° ◆ レイルトゥレイル出力: 150Ωを電源電圧の730mV以内まで駆動 ◆ 負の電源電圧までの入力同相電圧範囲 ◆ 低電力シャットダウンモード ◆ パッケージ: 省スペースの8ピンµMAX 及び16ピンQSOP 型番 ___________________________________ PART MAX4310EUA MAX4310ESA MAX4311EEE MAX4311ESD MAX4312EEE MAX4312ESE MAX4313EUA MAX4313ESA MAX4314EEE MAX4314ESD MAX4315EEE ビデオ信号のマルチプレクシング 医療用画像処理 ビデオクロスポイントスイッチング 放送用ビデオ フラッシュ型ADCの入力バッファ 高速信号処理 75Ωビデオケーブル用ドライバ マルチメディア製品 MAX4315ESE TEMP. RANGE PIN-PACKAGE -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C 8 µMAX 8 SO 16 QSOP 14 Narrow SO 16 QSOP 16 Narrow SO 8 µMAX 8 SO 16 QSOP 14 Narrow SO 16 QSOP 16 Narrow SO Pin Configurations and Typical Operating Circuit appear at end of data sheet. レイルトゥレイルは日本モトローラの登録商標です。 選択ガイド ________________________________________________________________________ 品名 入力チャネル数 アンプ利得 (V/V) MAX4310 MAX4311 MAX4312 MAX4313 MAX4314 MAX4315 2 4 8 2 4 8 ≥ +1 ≥ +1 ≥ +1 +2 +2 +2 ピン数/パッケージ 8-Pin SO/µMAX 14-Pin Narrow SO, 16-Pin QSOP 16-Pin Narrow SO/QSOP 8-Pin SO/µMAX 14-Pin Narrow SO, 16-Pin QSOP 16-Pin Narrow SO/QSOP ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。http://www.maxim-ic.com MAX4310–MAX4315 UAL IT MAN TION K A ET U E L H A S EV TA WS DA FOLLO MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS Supply Voltage (VCC to VEE) ..................................................12V Input Voltage....................................(VEE - 0.3V) to (VCC + 0.3V) All Other Pins ...................................(VEE - 0.3V) to (VCC + 0.3V) Output Current................................................................±120mA Short-Circuit Duration (VOUT to GND, VCC or VEE) ....Continuous Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 8-Pin SO (derate 5.9mW/°C above +70°C)...................471mW 8-Pin µMAX (derate 4.1mW/°C above +70°C) ..............330mW 14-Pin SO (derate 8.3mW/°C above +70°C).................667mW 16-Pin SO (derate 8.7mW/°C above +70°C).................696mW 16-Pin QSOP (derate 8.3mW/°C above +70°C)............667mW Operating Temperature Range ...........................-40°C to +85°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C Lead Temperature (soldering, 10sec) .............................+300°C Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VCC = +5V, VEE = 0, SHDN ≥ 4V, RL = ¥, VOUT = 2.5V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER Operating Supply Voltage Range SYMBOL VCC Input Voltage Range Common-Mode Rejection Ratio Input Offset Voltage Input Offset Voltage Drift CMRR CONDITIONS Inferred from PSRR test MIN TYP 4.0 MAX UNITS 10.5 V MAX4310/MAX4311/MAX4312, inferred from CMRR test 0.035 VCC - 2.8 MAX4313/MAX4314/1MAX4315, inferred from output voltage swing 0.035 VCC - 2.7 0 ≤ VCM ≤ 2.2V, MAX4310/MAX4311/MAX4312 only V 73 95 dB dB VOS ±5.0 TCVOS ±7 µV/°C ±1 mV Input Offset Voltage Matching ±20 mV Input Bias Current IB IIN_ 7 14 µA Feedback Bias Current IFB IFB, MAX4310/MAX4311/MAX4312 only 7 14 µA Input Offset Current 0.1 2 µA IOS MAX4310/MAX4311/MAX4312 only Common-Mode Input Resistance RIN VIN varied over VCM, MAX4310/MAX4311/ MAX4312 only Differential Input Resistance RIN Output Resistance ROUT MAX4310/MAX4311/ MAX4312 only Open loop 3 MΩ 70 kΩ 8 Closed loop, AV = +1V/V MAX4313/MAX4314/MAX4315 0.025 MAX4310/MAX4311/MAX4312, open loop 35 MAX4313/MAX4314/MAX4315 1 Disabled Output Resistance ROUT Open-Loop Gain AVOL MAX4310/MAX4311/MAX4312, RL = 150Ω to GND, 0.25V ≤ VOUT ≤ 4.2V 50 59 Voltage Gain AVCL MAX4313/MAX4314/MAX4315, RL = 150Ω to GND, 0.25V ≤ VOUT ≤ 4.2V 1.9 2.0 2 Ω 0.025 _______________________________________________________________________________________ kΩ dB 2.1 V/V 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ (VCC = +5V, VEE = 0, SHDN ≥ 4V, RL = ¥, VOUT = 2.5V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS RL = 150Ω Output Voltage Swing VOUT RL = 10kΩ IOUT RL = 30Ω Power-Supply Rejection Ratio PSRR VCC = 4.0V to 10.5V ICC Shutdown Supply Current MIN MAX 0.73 0.9 VOL - VEE 0.03 0.06 VCC - VOH 0.25 0.4 0.04 0.07 VOL - VEE Output Current Quiescent Supply Current TYP VCC - VOH UNITS V ±75 ±95 mA 52 63 dB MAX4310/MAX4313 6.1 7.8 MAX4311/MAX4314 6.9 8.8 MAX4312/MAX4315 7.4 9.4 SHDN ≤ VIL 560 750 mA µA LOGIC CHARACTERISTICS (SHDN, A0, A1, A2) Logic-Low Threshold VIL VEE + 1 Logic-High Threshold VIH Logic-Low Input Current IIL VIL ≤ VEE + 1V Logic-High Input Current IIH VIH ≥ VCC - 1V VCC - 1 -500 V V -320 0.3 µA 5 µA AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (V CC = +5V; V EE = 0; SHDN ≥ 4V; R L = 150Ω; V CM = 1.5V; A VCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), A VCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) PARAMETER -3dB Bandwidth -0.1dB Bandwidth SYMBOL BW(-3dB) CONDITIONS VOUT = 100mVp-p BW(-0.1dB) VOUT = 100mVp-p MIN TYP MAX4310 280 MAX4311 345 MAX4312 265 MAX4313 150 MAX4314 127 MAX4315 97 MAX4310 60 MAX4311 40 MAX4312 35 MAX4313 40 MAX4314 78 MAX4315 46 MAX UNITS MHz MHz _______________________________________________________________________________________ 3 MAX4310–MAX4315 DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (V CC = +5V; V EE = 0; SHDN ≥ 4V; R L = 150Ω; V CM = 1.5V; A VCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) PARAMETER Full-Power Bandwidth Slew Rate Settling Time to 0.1% SYMBOL FPBW SR tS Gain Matching Differential Gain Error Differential Phase Error Spurious-Free Dynamic Range DG DG SFDR CONDITIONS VOUT = 2Vp-p VOUT = 2Vp-p VOUT = 2V step CONDITIONS MIN TYP MAX4310 110 MAX4311 100 MAX4312 80 MAX4313 40 MAX4314 90 MAX4315 70 MAX4310 460 MAX4311 430 MAX4312 345 MAX4313 540 MAX4314 430 MAX4315 310 MAX4310/MAX4311/MAX4312 42 MAX4313/MAX4314/MAX4315 25 Matching between channels over -3dB bandwidth 0.05 AVCL = +1V/V, RL = 150Ω to VCC/2 MAX4310/MAX4311/MAX4312 0.06 RL = 150Ω to VCC/2 MAX4313/MAX4314/MAX4315 0.09 AVCL = +1V/V, RL = 150Ω to VCC/2 MAX4310/MAX4311/MAX4312 0.08 RL = 150Ω to VCC/2 MAX4313/MAX4314/MAX4315 V/µs ns dB 0.03 MAX4310/ MAX4311/ MAX4312 f = 3kHz -89 f = 2MHz -80 f = 20MHz -47 MAX4313/ MAX4314/ MAX4315 f = 3kHz -95 f = 2MHz -72 f = 20MHz -47 VOUT = 2Vp-p MAX4310/MAX4311/MAX4312 -85 MAX4313/MAX4314/MAX4315 -76 Third Harmonic Distortion f = 1MHz, VOUT = 2Vp-p MAX4310/MAX4311/MAX4312 -88 MAX4313/MAX4314/MAX4315 -95 f = 1MHz, VOUT = 2Vp-p MAX4310/MAX4311/MAX4312 -83 MAX4313/MAX4314/MAX4315 -76 4 MHz degrees Second Harmonic Distortion THD UNIT % f = 1MHz, VOUT = 2Vp-p Total Harmonic Distortion MAX _______________________________________________________________________________________ dBc dBc dBc dB 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX4310/MAX4313 -95 MAX4311/MAX4314 -60 MAX4312/MAX4315 -52 All-Hostile Crossstalk f = 10MHz, VIN = 2Vp-p Off-Isolation SHDN = 0, f = 10MHz, VIN = 2Vp-p MAX UNITS dB -82 dB f = 10MHz 3 Ω CIN Channel on or off 2 pF Input Voltage Noise Density en f = 10kHz 14 nV/√Hz Input Current Noise Density in f = 10kHz 1.3 pA/√Hz Output Impedance ZOUT Input Capacitance SWITCHING CHARACTERISTICS Channel Switching Time tSW 40 ns Enable Time from Shutdown tON 50 ns Disable Time to Shutdown tOFF 120 ns 10 mVp-p Switching Transient 標準動作特性 ______________________________________________________________________ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω to VCC/2; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) VOUT = 100mVp-p 0.4 2 0 -1 -2 -3 4 3 0.2 1 0.1 0 -0.1 0 -1 -2 -0.2 -3 -4 -0.3 -4 -5 -0.4 -5 -6 -0.5 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 1G VOUT = 2Vp-p 2 GAIN (dB) GAIN FLATNESS (dB) GAIN (dB) VOUT = 100mVp-p 0.3 1 MAX4310 LARGE-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY MAX4310/15 toc02 0.5 MAX4310-01 4 3 MAX4310 GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY MAX4310/15-03 MAX4310 SMALL-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY -6 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 1G 100k 1M 10M 100M 1G FREQUENCY (Hz) _______________________________________________________________________________________ 5 MAX4310–MAX4315 AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) 標準動作特性(続き) _________________________________________________________________ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω to VCC/2; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) -3 -4 -5 -1 -0.2 -2 -0.4 -3 -4 -5 -6 -0.6 -6 -7 -0.7 -7 -8 -0.8 -8 10 100 1000 10 100 1000 1 100 1000 FREQUENCY (MHz) MAX4312 SMALL-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY MAX4312 GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY MAX4312 LARGE-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY -4 -5 0 -0.1 -1 -0.2 -2 -0.3 -0.4 -3 -4 -0.5 -5 -6 -0.6 -6 -7 -0.7 -7 -8 -0.8 1 10 100 1000 VOUT = 2Vp-p 1 GAIN (dB) -3 MAX4310/15 toc09 0 GAIN FLATNESS (dB) -2 VOUT = 100mVp-p 0.1 2 MAX4310/15 toc08 0.2 MAX4310/15 toc07 0 -1 -8 1 10 100 1000 1 10 100 1000 FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) MAX4313 SMALL-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY MAX4313 GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY MAX4313 LARGE-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 1G VOUT = 2Vp-p 2 1 0.2 0.1 0 0 -1 -0.1 -2 -0.2 -3 -0.3 -4 -0.4 -5 -6 -0.5 100k 4 3 MAX4310/15-toc12 VOUT = 100mVp-p 0.3 GAIN FLATNESS (dB) 2 0.4 GAIN (dB) VOUT = 100mVp-p MAX4310/15-toc11 0.5 MAX4310/15-toc10 4 3 10 FREQUENCY (MHz) VOUT = 100mVp-p 1 1 FREQUENCY (MHz) 2 GAIN (dB) 0 -0.1 -0.3 VOUT = 2Vp-p 1 -0.5 1 6 0 GAIN FLATNESS (dB) GAIN (dB) -2 2 GAIN (dB) 0 -1 VOUT = 100mVp-p 0.1 MAX4311 LARGE-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY MAX4310/15 toc05 VOUT = 100mVp-p 1 0.2 MAX4311 toc04 2 MAX4311 GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY MAX4311 toc06 MAX4311 SMALL-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY GAIN (dB) MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 1G 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) _______________________________________________________________________________________ 100M 1G 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω to VCC/2; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) -3 MAX4310/15 toc14 0 -1 -0.2 -2 -0.3 -3 -4 -0.5 -5 -6 -0.6 -6 -7 -0.7 -7 -8 -0.8 100 -8 1 10 100 1 1000 100 1000 FREQUENCY (MHz) MAX4315 SMALL-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY MAX4315 GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY MAX4315 LARGE-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY 0 -2 -3 -4 0 -0.1 -1 -0.2 -2 -0.3 -3 -0.4 -4 -0.5 -5 -6 -0.6 -6 -7 -0.7 -7 -5 -8 -8 -0.8 1 10 100 1000 VOUT = 2Vp-p 1 GAIN (dB) GAIN FLATNESS (dB) 0 VOUT = 100mVp-p 0.1 2 MAX4310/15 toc17 0.2 MAX4310/15 toc18 FREQUENCY (MHz) -1 1 10 100 1 1000 10 100 FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) MAX4310/MAX4311/MAX4312 HARMONIC DISTORTION vs. FREQUENCY MAX4313/MAX4314/MAX4315 HARMONIC DISTORTION vs. FREQUENCY POWER-SUPPLY REJECTION vs. FREQUENCY -40 -50 -60 2ND HARMONIC -70 -80 -30 VOUT = 2Vp-p -40 -50 2ND HARMONIC -60 -70 -80 3RD HARMONIC -90 3RD HARMONIC -90 -100 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 100k 0 1000 MAX4310/15-21 -20 POWER-SUPPLY REJECTION (dB) VOUT = 2Vp-p HARMONIC DISTORTION (dBc) MAX4310/15 toc19 -20 -30 10 FREQUENCY (MHz) VOUT = 100mVp-p 1 1000 MAX4310/15 toc16 2 10 VOUT = 2Vp-p 1 -0.4 -4 1 HARMONIC DISTORTION (dBc) 2 -0.1 MAX4310/15-20 GAIN (dB) -2 -5 GAIN (dB) 0 GAIN FLATNESS (dB) 0 -1 VOUT = 100mVp-p 0.1 GAIN (dB) VOUT = 100mVp-p 1 0.2 MAX4310/15 toc13 2 MAX4314 LARGE-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY MAX4314 GAIN FLATNESS vs. FREQUENCY MAX4310/15 toc15 MAX4314 SMALL-SIGNAL GAIN vs. FREQUENCY -100 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 100k 1M 10M 100M 1G FREQUENCY (Hz) _______________________________________________________________________________________ 7 MAX4310–MAX4315 標準動作特性(続き) _________________________________________________________________ 標準動作特性(続き) _________________________________________________________________ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω to VCC/2; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) MAX4310/MAX4311/MAX4312 COMMON-MODE REJECTION vs. FREQUENCY -70 -90 -80 -90 -110 -90 -100 -130 -110 1M 10M 100M -150 100k 1G 1M 10M 100M 1G 0.1 FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (Hz) MAX4312/MAX4315 ALL-HOSTILE CROSSTALK vs. FREQUENCY MAX4311/MAX4314 ALL-HOSTILE CROSSTALK vs. FREQUENCY 10 30 10 CROSSTALK (dB) -10 -30 -50 -70 MAX4310/15 toc26 30 -10 -30 -50 -70 -90 -90 -110 -110 -130 -130 -150 -150 0.1 1 10 100 1 10 100 FREQUENCY (MHz) VOLTAGE-NOISE DENSITY vs. FREQUENCY (INPUT REFERRED) CURRENT-NOISE DENSITY vs. FREQUENCY (INPUT REFERRED) 1 0.1 100k 1M 10M 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M MAX4310/15 toc29 IN (1V/div) OUT (1V/div) 100 1k 10k 100k 1G MAX4310 LARGE-SIGNAL PULSE RESPONSE 10 10 100M FREQUENCY (Hz) 100 CURRENT-NOISE DENSITY (pA/ÖHz) MAX4310/15 toc28a 10 1 10 1000 OUTPUT IMPEDANCE vs. FREQUENCY 100 1000 FREQUENCY (MHz) 100 100 0.01 0.1 1000 10 FREQUENCY (MHz) 50 MAX4310/15 toc25 50 1 MAX4310/15-toc27 100k OUTPUT IMPEDANCE (W) 10k CROSSTALK (dB) -70 -30 -50 -80 -70 -100 8 10 -10 MAX4310/15 toc30 -60 -50 -60 MAX4310/15-toc24 -30 -40 30 CROSSTALK (dB) -40 -50 50 MAX4310/15-toc23 -10 -20 ISOLATION (dB) COMMON-MODE REJECTION (dB) -20 -30 MAX4310/MAX4313 All-HOSTILE CROSSTALK vs. FREQUENCY OFF-ISOLATION vs. FREQUENCY MAX4310/15-toc22 0 -10 VOLTAGE-NOISE DENSITY (nV/ÖHz) MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 1M 10M 10ns/div FREQUENCY (Hz) _______________________________________________________________________________________ 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω to VCC/2; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) MAX4312 LARGE-SIGNAL PULSE RESPONSE OUT (1V/div) IN (1V/div) MAX4310/15-toc33 IN (1V/div) MAX4313 LARGE-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX43110/15 toc32 MAX4310/15-toc33 MAX4311 LARGE-SIGNAL PULSE RESPONSE IN (500mV/div) OUT (1V/div) OUT (1V/div) MAX4314 LARGE-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX4315 LARGE-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX4310 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE IN (500mV/div) VOUT (1V/div) IN (500mV/div) MAX4310/15 toc36 10ns/div MAX4310/15 toc35 10ns/div MAX4310/15-toc33 10ns/div IN (50mV/div) OUT (50mV/div) OUT (IV/div) MAX4311 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX4312 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX4313 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE IN (50mV/div) OUT (50mV/div) IN (50mV/div) IN (50mV/div) OUT (50mV/div) OUT (50mV/div) 10ns/div MAX4310/15-toc39 10ns/div MAX4310/15 toc38 10ns/div MAX4310/15 toc37a 10ns/div 10ns/div 10ns/div _______________________________________________________________________________________ 9 MAX4310–MAX4315 標準動作特性(続き) _________________________________________________________________ 標準動作特性(続き) _________________________________________________________________ (VCC = +5V; VEE = 0; SHDN ≥ 4V; RL = 150Ω to VCC/2; VCM = 1.5V; AVCL = +1V/V (MAX4310/MAX4311/MAX4312), AVCL = +2V/V (MAX4313/MAX4314/MAX4315); TA = +25°C; unless otherwise noted.) IN (50mV/div) 10ns/div MAX4310 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE (CL = 22pF) MAX4313 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE (CL = 10pF) MAX4313 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE (CL = 22pF) IN (50mV/div) IN (50mV/div) OUT (50mV/div) OUT (50mV/div) OUT (50mV/div) MAX431015-toc45 10ns/div MAX4310/15-toc44 10ns/div IN (50mV/div) 10ns/div 10ns/div 10ns/div MAX4310/15 toc46 A0 (2.5V/div) OUT (10mV/div) MAX4310-TOC27 SHUTDOWN RESPONSE TIME CHANNEL-SWITCHING TRANSIENT SHDN (2.0V/div) OUT (1V/div) 20ns/div 10 IN (50mV/div) OUT (50mV/div) OUT (50mV/div) OUT (50mV/div) MAX4310/15-toc42 MAX4311 toc MAX4311 toc IN (50mV/div) MAX4310 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE (CL = 10pF) MAX4315 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX4314 SMALL-SIGNAL PULSE RESPONSE MAX4310-TOC22 MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 100ns/div ______________________________________________________________________________________ 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 端子 MAX4310 SOP/ µMAX QSOP MAX4312 SOP/ QSOP MAX4313 SOP/ µMAX SOP QSOP MAX4315 SOP/ QSOP SOP 1 2 2 3 1 2 2 — 1 1 2 — 1 — — — 1 — 2 12 14 14 3 4 4 4 5 5 MAX4311 MAX4314 名称 機能 3 A0 チャネルアドレスのロジック 入力0 1 2 A1 チャネルアドレスのロジック 入力1 — — 1 A2 チャネルアドレスのロジック 入力2 2 12 14 14 SHDN 4 3 4 4 4 VCC 正電源 5 5 4 5 5 5 IN0 アンプ入力0 7 7 6 5 7 7 6 IN1 アンプ入力1 — 8 10 7 — 8 10 7 IN2 アンプ入力2 — 10 12 8 — 10 12 8 IN3 アンプ入力3 — — — 9 — — — 9 IN4 アンプ入力4 — — — 10 — — — 10 IN5 アンプ入力5 — — — 11 — — — 11 IN6 アンプ入力6 — — — 12 — — — 12 IN7 アンプ入力7 6 11 13 13 6 11 13 13 VEE 負電源。単一電源動作時には、 グランドに接続します。 7 13 15 15 — — — — FB アンプのフィードバック入力 — — — — 7 13 15 15 GND グランド 8 14 16 16 8 14 16 16 OUT アンプ出力 — 3, 6, 9 3, 6, 8, 9, 11 — — 3, 6, 9 3, 6, 8, 9, 11 — N.C. 未接続。オプション機能 使用時にはグランドプレーン に接続。 シャットダウン入力 ______________________________________________________________________________________ 11 MAX4310–MAX4315 端子説明 __________________________________________________________________________ MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 詳細 ___________________________________ MAX4310/MAX4311/MAX4312は2/4/8チャネルの マルチプレクサ及び+1V/V(0dB)以上の閉ループ利得 動作用に性能が最適化された可変利得出力アンプを内 蔵しています。2チャネルのMAX4313は、逆終端ケーブ ルの駆動用に性能が最適化された固定利得+2V/V(6dB) の出力アンプを内蔵しています。どちらのデバイスも +4V∼+10.5Vの単一電源又はデュアル±2V∼±5.25V のデュアル電源で動作します。+5V単一電源動作時、 消費電流は僅か6.1mAです。入力マルチプレクサは僅か 40nsの非常に短いチャネルスイッチング時間及び 10mVp-pの小さなスイッチングトランジェントを特長 としています。入力容量はチャネルのオン又はオフ状態 に関係なく1pFの一定値に維持されるので、信号ソース への入力インピーダンス値を予測することができます。 こ れ ら の デ バ イ ス は 5 4 0 V / µs の ス ル ー レ ー ト 及 び 345MHzまでの-3dB帯域幅を達成する単一電源動作、 レイルトゥレイル、電圧フィードバック出力アンプを 特長としています。これらのアンプは優れた高調波歪み と微分利得/位相誤差性能を備えているので、広範囲に わたる各種のビデオ及びRF信号処理アプリケーション に最適です。 電圧から正電源電圧の730mV以内までスイングします。 出力段周辺のローカルフィードバックによって低い 開ループ出力インピーダンスが保証されているので、負荷 変動に対する利得感度が低減されます。このフィード バックによって、±95mAの駆動能力を維持するために 出力トランジスタに要求されるバイアス電流も生成さ れると同時に、消費電流のトータル値が僅か6.1mAに 制限されます。 フィードバック及び利得設定抵抗の選択 (MAX4310/MAX4311/MAX4312) レイルトゥレイル出力、グランドセンシング入力 個々のアプリケーションに適合するように、MAX4310/ MAX4311/MAX4312の利得設定用フィードバック抵抗 (RF)と入力抵抗(RG)の値を選択してください。抵抗の値 を大きくすると電圧ノイズが増大し、アンプの入力及び PCボードの容量と相互干渉の問題が起こります。これが 原因で不要な極及びゼロ周波数が発生し、帯域幅の減少 あるいは発振する可能性が高くなります。例えば、1kΩ 抵抗を使用した+2V/Vの非反転利得の構成の場合(RF = RG)、2pFの入力容量及び1pFのPCボード容量と結合 すると、159MHzに極が発生します。この極はアンプ の帯域幅範囲内なので、安定性が損なわれてしまいます。 抵抗値を1 kΩから1 0 0Ωに下げると、極周波数は 1.59GHzまで拡張されますが、200Ωの抵抗をアンプ の負荷抵抗に並列に接続すると、出力スイングが制限 される場合があります。 入力同相電圧範囲は負電源電圧からVCC-2.7Vまで拡張 されており、優れた同相信号除去性能が得られます。 入力がこの同相電圧範囲を超えると、マルチプレクサ のチャネルスイッチング時間が長くなる場合があり、 アンプ出力が入力の非線形関数になりますが、位相の 反転又はラッチアップが発生することはありません。 MAX4310/MAX4311/MAX4312を非反転構成(図1を 参照)で動作させる場合に使用するRF及びRGの推奨値を 表1に示します。これらの値を使用し、更に「レイアウト および電源のバイパス」のセクションで説明している 表面実装抵抗と良好なレイアウト技術を利用すること により、最適なAC応答性が確保されます。 出力は10kΩ負荷の場合、VCCの250mV以内及びVEEの 40mV以内までスイングします。グランドに対し150Ω 負荷の場合には、出力スイングはVEEよりも30mV高い FBピンに浮遊容量があるとフィードバック抵抗のデカップ リングが起こり、周波数応答曲線上にピーキングが発生 します。従って、表面実装抵抗を使用し、抵抗とFBピン の真下あるいは隣接個所にグランドプレーンを配置し ないで、FBの浮遊容量を可能な限り低く抑えてください。 しかし、ある程度の浮遊容量を回避することはできま せん。必要であれば、RFの値を調整することで浮遊容量 アプリケーション情報 ___________________ 75W CABLE 4 IN0 RT 75W OUT 8 75W CABLE RT 75W RF 75W CABLE 5 RT 75W FB 7 IN1 A0 RG MAX4310 1 図1. MAX4310の非反転利得構成 12 RT 75W 表1. 推奨の利得設定抵抗を使用した場合 の帯域幅及び利得 (MAX4310/MAX4311/MAX4312) GAIN (V/V) GAIN (dB) RF (Ω) RG (Ω) -3dB BW (MHz) 0.1dB BW (MHz) 1 0 0 ¥ 280 60 2 6 500 500 80 30 5 14 500 120 20 4 10 20 500 56 10 2 ______________________________________________________________________________________ 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ -1 0 -2 INPUT CURRENT (mA) -20 INPUT CURRENT (mA) MAX4310–MAX4315 0 20 -40 -60 -80 -100 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -120 -9 -140 -10 -160 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 LOGIC-LOW THRESHOLD (mV ABOVE VEE) LOGIC-LOW THRESHOLD (mV ABOVE VEE) 図2. ロジックロー入力電流対VIL(SHDN、A0、A1、A2) LOGIC INPUT MAX4313/MAX4314/MAX4315を動作させる場合に は、内部フィードバック抵抗のインピーダンスについて 計算に入れなければなりません。 10k IN- 図4. ロジックロー入力電流対10kΩ直列抵抗を 使用した場合のVIL SHDN, A0, A1, A2 OUT MAX431_ IN+ 図3. ロジックロー入力電流を低減する回路 の影響を無効にすることが可能です。幅広い製造ロット 範囲で一貫性を維持するために1%抵抗を使用してくだ さい。 低電力シャットダウンモード これらの製品には、SHDN入力をローに駆動することに よって起動される低電力シャットダウンモードがあり ます。アンプをシャットダウンモードに設定すると、 消費電流が560µAに低減され、アンプ出力がハイイン ピーダンス状態(35kΩ typ)になります。複数個のデバ イスの出力を相互接続し、並列に構成したアンプ出力 のうち1つの出力を除く全ての出力をディセーブルし、 複数デバイスの並列接続し大きなスイッチマトリックス の構成ができます。 +2V/V又はそれ以上の閉ループ利得で動作している MAX4310/MAX4311/MAX4312アプリケーション 回路の場合、アクティブデバイスの出力アンプの全負荷 を計算する際に、マルチプレクサアプリケーションに 使用される全デバイスの外部フィードバックネットワーク のインピーダンスについて配慮してください。MAX4313/ MAX4314/MAX4315は利得が+2V/Vに固定されており、 この利得は2個の500Ω薄膜抵抗で内部設定されています。 規模の大きなマルチプレクアプリケーションで複数個の 通常の動作時には、SHDNをハイに駆動してください。 シャットダウン機能を使用しない場合には、SHDNを VCCに接続してください。 レイアウトおよび電源のバイパス MAX4310∼MAX4315の帯域幅は非常に高いので、 ボード・レイアウトに細心の注意を払う必要があり、 場合によっては一定インピーダンスのマイクロスト リップ技術又はストリップライン技術を用います。 これらの高速アンプのAC特性を完全に達成するには、 電源のバイパス処理とボードレイアウトに十分な注意 を払ってください。PCボードには少なくとも2つの層 を設けることが必要です。つまり、基板の片面に信号 および電源層を配置し、もう一方の面に大きな低イン ピーダンスのグランドプレーンを配置してください。 グランドプレーンは可能な限り隙間をなくすようにし てください。但し1つの例外として、フィードバック (FB)とグランド間の容量を可能な限り低く抑えること が必要です。従って、信号又は電源の配線パターンが 配置されていない層にグランドプレーンを設けてはい けません。 一定インピーダンスのPCボードの使用、不使用に関係 なく、ボードのレイアウト設計を実施する際に以下の ガイドラインに従うと最良の成果が得られます。 1) ワ イ ヤ ラ ッ ピ ン グ ボ ー ド( 誘 導 性 が 極 端 に 高 い ) 、 あるいはブレッドボード(容量性が極端に高い)を 使用しないでください。 2) ICソケットを使用してはいけません。寄生容量及び インダクタンスが増加します。 ______________________________________________________________________________________ 13 IN0 OUT 8 RT 75W 75W CABLE OUT RT 75W 500W RT 75W 75W CABLE 5 IN1 A0 RT 75W 500W MAX4313 GND 1 MAX4310-FIG08 4 ISOLATION RESISTANCE RISO (W) 30 75W CABLE 25 20 15 10 7 0 50 100 150 200 250 CAPACITIVE LOAD (pF) 図5. ビデオラインドライバ 図8. 最適な絶縁抵抗対容量性負荷 2 3 2 10pF LOAD 1 GAIN (dB) 5pF LOAD -2 -3 -4 -5 VOUT = 100mVp-p 100k 1M -6 10M 100M 1G 75W CABLE OUT 8 RISO RT 75W 500W CL 75W CABLE 5 RT 75W IN1 A0 RL 500W MAX4313 GND 1 1M 10M 100M 1G FREQUENCY (Hz) 図6. 容量性負荷を使用し、絶縁抵抗を使用しない場合 の小信号利得対周波数 IN0 VOUT = 100mVp-p 100k FREQUENCY (Hz) 4 90pF LOAD -2 -4 -6 47pF LOAD 0 -1 -3 -5 120pF LOAD 1 0 -1 MAX4310-FIG09 15pF LOAD 3 4 MAX4310-FIG06 4 GAIN (dB) MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 7 図9. 容量性負荷と27Ωの絶縁抵抗を使用した場合の 小信号利得対周波数 バイパスコンデンサとして、各電源ピンとグランド プレーンの間に100nFの表面実装セラミックコンデンサ を配置します。その際に、可能な限りパッケージに近接 させて配置してください。任意に入力電源の完全性を 保証するために、電源ピンのPCボードの入口に10µFの タンタルコンデンサを配置してください。電源の配線 パターンは、タンタルコンデンサからVCC及びVEEピン まで直接接続してください。寄生インダクタンスを最小 限に抑えるために、PCボードの配線パターンを短くし、 表面実装部品を使用してください。 図7. 高い容量性負荷に対して絶縁抵抗(RISO)の使用 3) 信号ラインは可能な限り短く、直線の状態に維持し てください。信号ラインを90度の角度で曲げず、各 コーナ部分は丸く走らせてください。 4) アンプの精度と安定性を維持するために、高周波数 バイパス技術を順守してください。 5) 表面実装部品を使用します。表面実装部品はスルー ホール部品と比較すると一般的にそのボディが短く、 しかも寄生リアクタンスが低いので、より優れた 高周波数性能が確保されます。 14 入力終端抵抗及び出力逆終端抵抗を使用する場合には、 必ず表面実装タイプを使用し、可能な限りICピンに近接 させて配置してください。 ビデオラインドライバ MAX4310∼MAX4315は、図5に示すようにケーブル の両端を終端する同軸ケーブル伝送ラインの駆動に最適 です。ケーブルの周波数応答が、信号の平坦性の変動の 原因となります。 ______________________________________________________________________________________ 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ MAX4310–MAX4315 表2 入力制御ロジック MAX4310/MAX4313 SHDN A2 A1 A0 CHANNEL SELECTED 0 — — X None, High-Z Output 1 — — 0 0 1 — — 1 1 MAX4311/MAX4314 SHDN A2 A1 A0 CHANNEL SELECTED 0 — X X None, High-Z Output 1 — 0 0 0 1 — 0 1 1 1 — 1 0 2 1 — 1 1 3 MAX4312/MAX4315 図10. 高速EVボードレイアウト - 部品面 SHDN A2 A1 A0 CHANNEL SELECTED 0 X X X None, High-Z Output 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 2 1 0 1 1 3 1 1 0 0 4 1 1 0 1 5 1 1 1 0 6 1 1 1 1 7 されていませんが、発振を起こさずに20pFまでの容量性 負荷を駆動する能力があります。しかし、周波数領域 において多少のピーキングが発生する場合があります (図6)。より大きな容量性負荷を駆動する場合やリン ギングを低減したいときには、アンプの出力と負荷の 間に1個の絶縁抵抗を追加してください(図7)。 図11. 高速EVボードレイアウト - ハンダ面 容量性負荷の駆動 正しく終端された伝送ラインは純粋に抵抗性となり、 アンプに対して容量性負荷がかかることはありません。 しかし、リアクタンス負荷は位相マージン減少の原因 になり、過度のリンギング及び発振が発生する場合が あります(「標準動作特性」を参照) 。 容量性負荷の駆動時に、アンプの出力インピーダンス に起因する別の考慮すべき点があります。即ち、アンプ の出力インピーダンスは周波数が高くなると誘導性と なって現れます。このインダクタンスは容量性負荷と ともにLC共振回路を形成してしまい、これが原因で 周波数応答性にピーキングが発生したり、アンプの位相 マージンが劣化する結果になります。 MAX4310∼MAX4315は最適なAC性能が得られる ように設計され、高い容量性負荷を駆動するように設計 RISOの値は、回路の利得と容量性負荷の大きさに依存 します(図8)。絶縁抵抗と各種の容量性負荷を使用した 場合のMAX4310∼MAX4315の周波数応答性を図9に 示します。容量値が高い場合は、R ISO 及びC L で形成 するRCネットワークによって帯域幅が支配されます。 アンプ自体の帯域幅はそれよりも大変高くなります。 また、絶縁抵抗が分圧器を形成し、これにより負荷に 供給される電圧が減少する点にも注意してください。 ディジタルインタフェース MAX4310∼MAX4315にはマルチプレクサ構造が採用 されているので、2つの入力チャネルが互いに接続さ れることは全くありません。チャネル選択は、チャネル アドレス入力にバイナリコードを加えることによって 行います。表2に示すように、入力チャネルはアドレス デコーダによって選択されます。ディジタル入力は全て CMOSコンパチブルです。 ______________________________________________________________________________________ 15 MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 高速仕様の評価用ボード 図10及び図11に評価ボード及び回路の推奨レイアウト を示します。このボードには、本データシートの「レイ アウトおよび電源のバイパス」のセクションで説明して いる技術が利用されています。フィードバック及び 逆終端抵抗に最小サイズの表面実装抵抗を使用して、 各部品との距離を可能な限り短くし、長いリード線に よる容量を低減しています。 最良の高周波数性能を確保するために、SMAコネクタ を使用しています。入出力は75Ωラインとマッチング していませんが、距離が極めて短いので性能上は全く 問題ありません。しかし、動作対象となる最高周波数 の波長の1/4よりも大きなリード長が必要なアプリケー ションでは、一定インピーダンスのパターン配線を 使用してください。 SOPパッケージに収められたMAX4313用として、完全 にアセンブリ済みの評価用ボードを用意しています。 チップ情報 _____________________________ TRANSISTOR COUNT: 156 標準動作回路 ______________________________________________________________________ +4V TO +10.5V 0.1mF 3 VCC MAX4313 5 4 IN1 OUT 8 IN0 75W 75W CABLE VIDEO OUTPUT 500W 75W A0 500W 1 16 VEE SHDN 6 2 7 GND ______________________________________________________________________________________ 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ TOP VIEW MAX4310 A0 1 + - SHDN 2 VCC 3 MUX IN0 4 8 OUT 7 FB 6 VEE 5 IN1 SO/mMAX MAX4311 MAX4311 MAX4312 A1 1 14 OUT A1 1 16 OUT A2 1 16 OUT A0 2 13 FB A0 2 15 FB A1 2 15 FB 12 SHDN N.C. 3 11 VEE VCC 4 IN0 5 10 IN3 N.C. 6 IN1 7 N.C. 3 MUX VCC 4 14 SHDN MUX IN0 5 12 IN3 IN0 5 12 IN7 9 N.C. N.C. 6 11 N.C. IN1 6 11 IN6 8 IN2 IN1 7 10 IN2 IN2 7 10 IN5 N.C. 8 9 N.C. IN3 8 9 IN4 QSOP A1 1 14 OUT 500W 500W 7 GND SHDN 2 VCC 3 8 OUT 500W 6 MUX VEE 5 IN1 IN0 4 SO/mMAX A0 2 VCC 4 MUX IN0 5 MAX4315 A2 1 500W 13 GND A1 2 12 SHDN A0 3 500W N.C. 3 500W 11 VEE 10 IN3 13 VEE SO/QSOP MAX4314 MAX4314 A0 1 MUX VCC 4 SO MAX4313 14 SHDN A0 3 13 VEE MUX 16 OUT A2 1 15 GND A1 2 14 SHDN A0 3 500W 500W 16 OUT 15 GND 14 SHDN MUX 13 VEE VCC 4 IN0 5 12 IN3 IN0 5 12 IN7 VCC 4 13 VEE N.C. 6 9 N.C. N.C. 6 11 N.C. IN1 6 11 IN6 IN1 7 8 IN2 IN1 7 10 IN2 IN2 7 10 IN5 9 N.C. IN3 8 9 IN4 SO N.C. 8 QSOP SO/QSOP N.C. = NOT INTERNALLY CONNECTED. TIE TO GROUND PLANE FOR OPTIMAL PERFORMANCE. ______________________________________________________________________________________ 17 MAX4310–MAX4315 ピン配置 __________________________________________________________________________ パッケージ ________________________________________________________________________ 8LUMAXD.EPS MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 18 ______________________________________________________________________________________ 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ QSOP.EPS ______________________________________________________________________________________ 19 MAX4310–MAX4315 パッケージ(続き) ___________________________________________________________________ パッケージ(続き) ___________________________________________________________________ SOICN.EPS MAX4310–MAX4315 高速、低電力、単一電源 多チャネル、ビデオマルチプレクサアンプ 20 ______________________________________________________________________________________