JAJSDO2E August 2017 – August 2025 OPA838
PRODUCTION DATA
8.2.2.2 詳細な設計手順
主な設計要件は、実現可能なトランスインピーダンスゲインを設定し、目的の応答形状を満たすように CF でオペアンプを補償することです。詳細なトランスインピーダンス設計手法については、『高速アンプのトランスインピーダンスに関する検討事項』に記載されています。ソース容量を設定して特定のゲイン帯域幅積を得られるようにアンプを選択すると、式 5 の図のように、実現可能なトランスインピーダンスゲインと、その結果生じるバターワース帯域幅が密結合されます。式 6 を使用して、RF の最大値を求めます。RF を選択すると、帰還ポールは 式 7 によって特性周波数の 0.707 に設定されます。この補償ポイントでは、閉ループ帯域幅はバターワース応答を持つ特性周波数となります。
- ソース容量 100pF、ゲイン帯域幅積 300MHz、トランスインピーダンス段の閉ループ帯域幅ターゲット 2.2MHz から、式 6 を計算して 100kΩ の最大ゲインを求めます。
- 帰還ポールを 2.2MHz バターワース帯域幅の 0.707 倍に設定します。これにより、ターゲット 1/(2π × RF × CF) = 1.55MHz が設定されます。CF の値を求めると、ターゲットは 1pF に設定されます
- DC 精度が必要な場合は、非反転入力のグランドに 100kΩ 抵抗を追加します。DC 精度が不要な場合は、非反転入力を接地します
- 100kΩ 抵抗と並列に抵抗ノイズフィルタリングコンデンサを追加します。
- このコンデンサを非反転入力から絶縁する小型の直列抵抗を追加します。
- 負荷の最終フィルタコンデンサを選択します。(この例では、標準的な SAR 入力コンデンサとして 2.2nF の値を使用しています。)
- 最終フィルタコンデンサに直列抵抗を追加して、1MHz のポールを形成します。この例では、73.2Ω です。
- この抵抗は 図 6-50 に示す最小推奨値よりも大きいくしてください。
式 5. 
式 6. 
式 7. 
この設計を実装し、出力ピンと最終容量性負荷への応答に TINA モデルを使用して性能をシミュレーションすると、図 8-8 のような予想結果となります。ここでは、出力ピンに対する 2.2MHz フラットバターワース応答が、最終 2.2nF コンデンサの 1MHz での最終シングルポールロールオフで示されます。