JAJSGX0I February 2019 – August 2021 OPA2990 , OPA4990 , OPA990
PRODUCTION DATA
7.3.9 代表的な仕様と分布
設計者は多くの場合、より堅牢な回路を設計するため、アンプの標準仕様について質問します。プロセス・テクノロジーや製造手順には自然に差異が発生するため、アンプのすべての仕様は、アンプの入力オフセット電圧など、理想的な値からある程度の偏差が生じます。これらの偏差は多くの場合、ガウス分布 (「ベル曲線」) または正規分布に従います。回路設計者は、「電気的特性」表に最小値または最大値の仕様がない場合でも、この情報を活用してシステムの最低限の品質を確保できます。
図 7-11 理想的なガウス分布分布の例を、図 7-11 に示します。ここで、µ (ミュー) は分布の平均値、σ (シグマ) はシステムの標準偏差です。このような分布を示す仕様では、すべてのユニットの約 2/3 (68.26%) が平均値から 1 標準偏差 (シグマ) 以内 (μ-σ から μ+σ までの範囲) に存在していると予想できます。
「電気的特性」表の「標準値」列に記載されている値は、仕様に応じてさまざまな方法で表現されます。一般的な目安として、仕様の性質上平均値が 0 以外の場合 (ゲイン帯域幅など)、標準値は平均値 (μ) と等しくなります。ただし、入力オフセット電圧のように、その性質上仕様の平均値が 0 に近い場合、最も正確に標準値を表すため、標準値は平均値に 1 標準偏差を加えた値 (μ + σ) と等しくなります。
このグラフを使用して、ユニット内の仕様のおおよその確率を計算できます。たとえば OPAx990 の場合、入力電圧オフセットの標準値は 300μV なので、すべての OPAx990 デバイスのうち 68.2% は -300μV～+300μV のオフセットを持つと予想されます。4σ (±1200μV) では、分布の 99.9937% のオフセット電圧は ±1200μV 未満です。これは、母集団のうちこの制限値を超えているものは 0.0063%、15,873 ユニットのうち約 1 個ということです。
仕様の最小値または最大値の列に値が記載されているものはテキサス・インスツルメンツによって保証されており、これらの制限値を超えたユニットは生産から除去されます。たとえば、OPAx990 ファミリの最大オフセット電圧は 25℃において 1.5mV で、これは約 5σ (約 170 万ユニットのうち 1 つ) に相当し、確率としては非常に低いため、テキサス・インスツルメンツはオフセット電圧が 1.5mV を超えるユニットが生産から除去されることを保証しています。
最小値または最大値の列に値が記載されていない仕様については、アプリケーションに十分な余裕のあるシグマ値を選択し、この値を使用してワーストケース条件を設計することを検討してください。たとえば、6σ の値は約 5 億ユニットのうち 1 つです。これは非常に可能性が低く、システムの設計で大きな余裕を持たせるために適切な可能性があります。この場合、OPAx990 ファミリにはオフセット電圧ドリフトの最大値または最小値はありませんが、図 6-2 および「電気的特性」表の標準値である 0.6μV/℃に基づいて、オフセット電圧ドリフトの 6σ 値は約 3.6μV/℃と計算できます。ワーストケースのシステム条件を設計する場合、この値を使用すると、実際の最小値または最大値を使用せずに、温度範囲全体で可能性があるワーストケースのオフセットを推定できます。
ただし、時間の経過に伴うプロセスの変動と調整によって、標準偏差と平均値の標準値が変動する可能性があるため、仕様の最小値または最大値の列に値が記載されていないものについて、テキサス・インスツルメンツはデバイスの性能を保証できません。この情報は、デバイスの性能を推定する目的でのみ使用する必要があります。