低消費電流80nAを実現したオペアンプを開発

三洋半導体株式会社

　三洋半導体株式会社は、電子機器の低消費電力化に貢献する『レールtoレール CMOSデュアルオペアンプ』を開発した。2010年3月よりサンプル出荷を開始する。
　今回開発したオペアンプは業界最小クラスの低消費電流80nAで、1.8V～5.5Vの低電圧で動作するとともに、CMOSプロセスの特徴を活かした低入力バイアス電流1pAを実現している。これにより低消費電力設計が容易となり、電子機器の省エネルギー化、電池駆動製品の駆動時間を大幅に伸ばすことが可能となる。用途としては、携帯機器から一般家電機器まで、低消費電力が求められるあらゆる機器に使用可能で、特に、常に動作状態にある光センサや振動センサなどを使用した機器や警報器などに最適な製品となっている。
□概要
　環境問題への意識の高まりを背景に、現在の電子機器は、省エネ性能が販売の優劣にも影響する状況となっている。セットメーカーは様々な手法で消費電流の削減に努めており、中でも、電池で駆動する機器や、警報機などのセンサに常に電力を送る必要のある機器では、低消費電力が部品選定の重要なポイントになっている。同社では、早くから低消費電力化技術に取り組み、多くの低消費電力ICを市場に送り出していた。
　今回開発した『レールtoレール CMOSデュアルオペアンプ』は、回路設計やプロセス技術にこの低消費電力化技術のノウハウを駆使することで、業界最小クラスの低消費電流80nAを実現したもの。電池の長寿命化、セットの低消費電力化に大きく寄与する。動作電圧は、1.8Vから5.5Vの低電圧ワイドレンジ動作、入出力レールtoレール対応となっている。更に入力バイアス電流を1pAに抑えることで、バイアス電流を気にせずに周辺回路の設計を行うことができる。
　電池の長時間動作、セットの低消費電力化は、多くの観点から地球環境保全に貢献する。今後はさらにユーザーの使い易さを追求した、地球環境に配慮した低消費電流オペアンプの開発を進めていく。
□特徴
・業界最小クラスの低消費電流80nAを実現、機器の省エネルギー化に貢献
　電流制御回路および増幅回路を改良するとともに、CMOSアナログ製品用に最適化された製造プロセスの採用、トランジスタ特性の高精度化を行うことで、80nAの低消費電流オペアンプを実現した。現在のオペアンプ市場において消費電力が最小レベルの製品(330nA)と比較すると、電池寿命は4倍長持ちするので、常にセンサに電流を送り続ける必要がある煙／ガス検知器やセキュリティ機器など、各種電子機器のメンテナンス性や使い勝手を格段に向上させる。　
・1.8V～5.5Vの低電圧ワイドレンジ動作、かつ、入出力レールtoレール対応
　1.8Vの低電圧動作が可能で、電池駆動など低電圧化の進む携帯機器や各種センサ機器に向けて、容易に低消費電力回路設計が可能。更に、レールtoレール回路の採用でグランド～電源電圧のフルスイング入力、および、グランド～電源電圧のフルスイング出力を実現している。入出力信号の電圧範囲が狭い場合には周辺回路での対応が必要になり、外付け部品数や設計工数を増加させることがあるが、本製品はフルスイング入出力信号電圧範囲に対応しているので、シンプルで自由度が高いアプリケーション回路の設計を可能する。
・低入力バイアス電流1pAを実現
　CMOSプロセスの特性を生かしてバイアス入力電流を1pAに抑えることで、バイアス電流を気にせず周辺回路の設計が容易に行える。特に加速度、振動、光などの各種センサの微小入力信号を検出するアプリケーションでは、バイアス電流値が信号検出精度に大きく影響する。本製品は低入力バイアス電流により、これらの課題を解決し信号検出精度向上と低消費電力の両立を実現する。
http://www.semiconductor-sanyo.jp/release/2010/100118cmosdual.asp