적합한 증폭기 선택

저전력 센서 인터페이스, 고속 데이터 수집, 정밀 계측 등 어떤 분야를 다루든 선택한 증폭기는 시스템의 신호 무결성 및 전반적인 성능 유지 능력에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
다양한 증폭기 유형과 아키텍처를 사용할 수 있으므로 애플리케이션에 적합한 증폭기를 선택하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.

과제: 범용 증폭기로 다목적성과 비용의 균형 맞추기

설계자가 자주 겪는 어려움은 특히 초고정밀도가 주요 요구 사항이 아닌 경우 광범위한 신호 컨디셔닝 작업에 충분한 유연성과 비용 효율성을 제공하는 부품을 찾는 것입니다. 기본 신호 컨디셔닝 회로, 다양한 자동차 서브 시스템 및 배터리 구동 장치에서 이러한 경우가 많습니다.

범용 연산 증폭기(연산 증폭기)는 낮은 전력 소비로 안정적인 성능을 제공함으로써 이러한 문제를 해결하도록 특별히 설계되어 유연성과 비용 효율성이 우선시되는 프로젝트에 탁월한 선택이 될 수 있습니다. 수십 년 동안 업계에서 지속적인 가치를 입증한 잘 정립된 바이폴라 디바이스인 PMOS 기반 LM358과 같은 디바이스를 예로 들 수 있습니다. CMOS 범용 증폭기의 예로는 다양한 소형 패키지로 제공되는 NCS20072가 있습니다.

도전 과제: 제로 드리프트 증폭기로 정확도 및 안정성 문제 극복하기

미세한 오류도 심각한 결과를 초래할 수 있는 애플리케이션에서 설계자는 넓은 온도 범위와 긴 작동 기간 동안 매우 높은 정확도와 안정성을 유지해야 하는 중요한 과제에 직면해 있습니다. 이는 의료 기기, 산업용 계측, IoT 애플리케이션, 모터 제어 피드백 시스템과 같은 분야에서 특히 중요합니다.

이러한 엄격한 요구 사항을 충족하기 위해 전문 증폭기 카테고리가 솔루션을 제공합니다:

제로 드리프트 증폭기

주요 과제는 온도 변화와 노화로 인한 오프셋 전압의 내재적 드리프트입니다. NCS21911과 같은 디바이스에서 볼 수 있는 제로 드리프트 아키텍처는 이러한 드리프트에 대응하도록 설계되어 환경 변동에 관계없이 정밀도와 장기적인 안정성을 유지합니다.

이러한 증폭기에는 레일 투 레일 입력 및 출력 기능, 낮은 대기 전류와 같은 기능이 통합되어 있어 까다로운 애플리케이션에서 정확도와 전력 효율을 모두 향상시킵니다. 또한 뛰어난 공통 모드 제거율(CMRR)은 원치 않는 공통 모드 잡음을 효과적으로 억제하는 중요한 특성으로, 우수한 데이터 수집을 위해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)와 인터페이스할 때 필수적인 요소입니다. NCS21911의 일반적인 CMRR은 4V에서 130dB입니다.

도전 과제: 동적 전력 시스템에서 정밀한 전류 모니터링 문제 해결

정확한 전류 모니터링은 전원 관리, 배터리 구동 시스템(스마트폰, 노트북 컴퓨터, 전기 자동차 등), 자동차 안전 진단 등 다양한 애플리케이션에 걸쳐 고유한 과제를 제기합니다. 설계자는 광범위한 공통 모드 전압에서 전류를 정밀하게 측정하는 동시에 전력 손실과 BOM(자재 명세서) 비용을 최소화할 수 있는 솔루션이 필요합니다.

전류 감지 증폭기는 이러한 문제를 해결하기 위해 특별히 개발되었습니다:

넓은 공통 모드 전압 범위

션트 저항이 접지를 기준으로 하지 않는 하이사이드 구성에서 전류를 측정하는 것은 중요한 장애물입니다. 따라서 일부 모델의 경우 최대 40V, NCS7031 또는 NCV7031(오토모티브), NCS7041 또는 NCV7041(오토모티브)과 같은 다른 모델의 경우 최대 80V의 큰 공통 모드 입력 전압을 처리할 수 있는 증폭기가 필요합니다. 이 기능은 하이사이드 및 로우사이드 전류 감지에 모두 필수적이며 설계 유연성을 제공하고 하이사이드 애플리케이션에서 부하 단락을 감지할 수 있도록 해 줍니다.

높은 정확도와 낮은 오프셋

전류 측정의 정밀도는 무엇보다 중요합니다. 이러한 증폭기는 일반적으로 매우 낮은 오프셋 전압(예: Treo 플랫폼 및 제로 드리프트 아키텍처의 경우 최대 ±12µV)을 제공하여 션트 저항의 전압 강하가 최소화되어도 정확한 판독값을 보장합니다. 이러한 설계 선택은 측정 무결성을 유지하면서 션트에서 발생하는 전력 손실을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

통합 및 비용 효율성

보드 공간과 BOM 비용을 줄이려는 지속적인 요구는 매우 중요합니다. 일부 최신 감지 증폭기 솔루션은 게인 설정 저항기를 통합하여 설계를 간소화하고 외부 부품 수를 줄입니다. 예를 들어 NCS214R 및 NCS(V)2167x와 같은 디바이스가 이 기능을 제공합니다. 또한 이러한 디바이스는 단방향 또는 양방향 전류 감지를 지원할 수 있어 전류 흐름이 역전될 수 있는 배터리 충전기와 같은 애플리케이션에 매우 중요합니다.

도전 과제: 고급 증폭기 속성으로 유니버설 디자인 제약 극복하기

특정 증폭기 유형을 다루는 것 외에도 전자 설계에서 일반적으로 직면하는 몇 가지 중요한 과제가 있으며, 최신 증폭기 솔루션은 이를 극복하기 위한 핵심 속성을 제공합니다:

열악한 환경에서의 안정성

특히 자동차 분야(첨단 운전자 지원 시스템(ADAS), 모터 제어, 배터리 관리 시스템)의 많은 애플리케이션에서는 극한의 온도(Treo 플랫폼에서 곧 출시될 일부 디바이스의 경우 최대 150°C)와 까다로운 전기 조건을 견딜 수 있는 부품을 필요로 합니다. NCV210R 및 NCV333과 같은 부품이 이러한 엄격한 신뢰성 요건을 충족하려면 AEC-Q100 및 PPAP 지원과 같은 자동차 등급 자격을 획득하는 것이 중요합니다.

에너지 효율성

휴대용 디바이스, IoT, 산업용 시스템에서 배터리 수명을 연장하고 전력 소비를 줄이려면 채널당 315nA의 Treo 플랫폼과 같이 연산 증폭기의 경우 수십 마이크로암페어, 비교기의 경우 나노암페어까지 초저 대기 전류가 필요한 앰프가 필요합니다. 이러한 최소한의 전력 소비는 성능 저하 없이 달성됩니다.

공간 최적화

소형화는 현대 전자 제품에서 끊임없이 요구되는 사항입니다. Treo 플랫폼용 CSP(칩 스케일 패키지) 및 uQFNS(마이크로 쿼드 플랫 무연)와 같은 소형 패키지로 제공되는 증폭기 솔루션은 설계자가 스마트폰 및 웨어러블 전자 제품과 같은 애플리케이션에 필수적인 보드 공간을 크게 줄일 수 있도록 도와줍니다.

빠른 응답 및 제어

모터 제어 및 전력 조절과 같은 동적 시스템에서는 빠른 신호 처리가 필수적입니다. 곧 출시될 Treo 플랫폼의 비교기는 40ns의 빠른 전파 지연과 빠른 과도 응답을 제공하여 시스템 안정성과 성능에 중요한 정밀하고 시기 적절한 제어를 가능하게 합니다.

애플리케이션 요구 사항에 맞는 증폭기 기능 매칭

전자 설계에 적합한 앰프를 선택하는 것은 복잡한 건설 프로젝트에서 특정 작업에 적합한 공구를 선택하는 것과 매우 유사합니다. 장인이 특수 공구를 사용하면 섬세하고 까다로운 작업을 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있는 것처럼, 다양한 증폭기 아키텍처는 전자 회로의 고유한 문제를 해결할 수 있는 고유한 기능으로 설계되었습니다.

광범위한 다목적성, 변동이 심한 환경에서의 정확한 정확도, 전력 시스템의 정밀한 전류 모니터링 등 특정 설계 과제를 이해하면 엔지니어는 고급 Treo 플랫폼에 구축된 최신 증폭기 포트폴리오와 같은 특수한 특성을 활용하여 전자 비전을 실현할 수 있습니다.

온세미 증폭기에 대해 자세히 알아보고 추가 질문이 있으면 영업팀에 문의하세요.