図 3-2 に示すように、プルダウン抵抗 R1 は出力に接続できます。

図 3-2 プルダウン抵抗

R1 の選択にはトレードオフが存在します。

両端の電圧がほぼゼロになるように、R1 は、オペアンプの入力抵抗と CD4053B のオフ抵抗よりもはるかに小さい値を選択する必要があります。

式 (3) はこれを証明するために使うことができます。VSS = 0 を仮定すると、この場合、V_X = 0、R_X = R1 ∥ R_in,amp、ここで、R_in,amp はユニティ ゲイン バッファの入力抵抗です。式 3 は次のように書き換えることができます。

R1 ≪ R_off,up、R_off,down、R_in,amp、アイテム R_off,down ∥ R1 ∥ R_in,amp ≈ R1、および：

式 6 を検証するには、R1 は R_off,up、R_off,down および R_in,amp より少なくとも小さい必要があります。以下の段落では、オペアンプとマルチプレクサのデータシートを使用して、これらの値を計算します。

R_in,amp は通常、同相電圧と入力バイアス電流で計算されます。

同相電圧と入力バイアス電流の関係は、データ シートに記載しています。TLV9004 を例にします。

図 3-3 I_B および I_OS と同相電圧との関係

ΔV_CM = 5.5V、ΔI_B ≈ 0.9pA、R_in,amp は 6.1TΩ と計算されます。したがって、R1 は 610GΩ 未満とする必要があります。

オフ抵抗 R_off,up は 式 1 で計算できます。

CD4053B の場合：

• データ シートに記載されている I_off の標準値は 0.3nA です (VDD = 18V、VEE = VSS = 0、周囲温度 = 25℃ の場合)。R_off,up は 60GΩ と計算されます。
• 最大値は 1000nA です (VDD = 18V、VEE = VSS = 0、周囲温度 = 85℃)。R_off,up は 18MΩ と計算されます。

I_off の標準値を使用して計算すると、R1 は 6GΩ 未満にする必要があります。I_off の最大値を使用して計算すると、R1 は 1.8MΩ 未満にする必要があります。

適切な R1 値を選択するには、ここで 3 つの考慮事項を考慮します。

• I_off の標準値では、温度変化を考慮に入れていないため、すべての状況では 6GΩ 未満が適用されるとは限りません。
• I_off の最大値は CD4051B にも適用されるため、1.8MΩ 未満は過大評価になります。これは、8 チャネルのリーク電流の合計です。
• レイアウトの R1 の値が大きすぎると、回路がノイズや干渉の影響を受けやすくなります。

信頼性を高めるため、R1 は 1MΩ 以下にすることを推奨します。

また、チャネルがオンになったときに R1 の電圧が入力電圧とほぼ等しくなるように、R1 は十分に大きくする必要があります。図 3-4 はチャネルがオンになっているときの信号伝送に対する R1 の影響をモデル化します。

図 3-4 チャネルがオンのときのプルダウン抵抗の影響

VSS = 0 と仮定すると、V_OUT は次のように記述できます。

R1 は通常、オペアンプの入力抵抗に比べて非常に小さいため、

前の式からわかるように、V_OUT は V_IN より小さいため、R1 が十分大きくない場合は、この影響を無視しない必要があります。入力信号の劣化が大きすぎることを避けるため、R1 は R _ON 10 倍以上にする必要があります。

CD4053B の場合、データ シートに記載されている R_ON の最大値は 1300Ω (VDD = 5V、VEE = VSS = 0、周囲温度 = 125℃) です。したがって、R1 には少なくとも 10kΩ が必要です。

合計すると、R1 の推奨値は 10kΩ から約 1MΩ までです。