256タップ、µPoT、低ドリフトディジタルポテンショメータ

19-1896; Rev 0; 1/01
概要 _______________________________
特長 _______________________________
MAX5402は、全抵抗10kΩの256タップ可変抵抗を
超小型8ピンµMAXパッケージに収めたµPoTTMディジタル
ポテンショメータです。本デバイスは、ディジタル
制御のワイパーコンタクトを備えた固定抵抗ストリング
から成るメカ式ポテンショメータとして機能します。
+2.7V∼+5.5Vの単一電源により、超低消費電流0.1µA
で動作します。また、抵抗タップ間のスイッチングが
グリッチレスになっているほか、パワーアップ時に
ワイパーをミッドスケール位置に設定する便利なパワー
オンリセット(POR)機能も備えています。相対温度係数が
5ppm/℃と小さいため、低ドリフト特性を必要とする
アプリケーションに最適です。
♦ パッケージ：小型8ピンµMAX
MAX5402は、可変電圧リファレンス及びプログラマブル
ゲインアンプ(PGA)等、ディジタル制御の抵抗を必要と
するアプリケーションでの使用に適しています。公称
終点間抵抗温度係数は35ppm/℃であるため、低温度係数
の可変利得及びその他の回路構成において可変抵抗と
して使用するのに最適です。本デバイスは拡張工業用
温度範囲(-40℃∼+85℃)に対して保証されています。
アプリケーション_____________________
♦ 超低消費電流：100nA
♦ 単一電源動作：+2.7V∼+5.5V
♦ タップ位置：256ヵ所
♦ 低相対温度係数：5ppm/℃
♦ 低終点間温度係数：35ppm/℃
♦ パワーオンリセット：
ワイパーはミッドスケールへ(位置128)
♦ 抵抗タップ間のスイッチングはグリッチレス
♦ 3線SPITMインタフェースコンパチブル
♦ 抵抗値：10kΩ
型番 _______________________________
TEMP.
RANGE
PART
メカ式ポテンショメータの置き換え
低ドリフトPGA
MAX5402EUA
可変電圧リファレンス
-40°C to +85°C
PINPACKAGE
8 µMAX
R (kΩ)
10
µPoTはMaxim Integrated Productsの商標です。
SPIはMotorola, Inc.の商標です。
ファンクションダイアグラム____________
ピン配置 ____________________________
VDD
TOP VIEW
H
R
8
DIN
8-BIT
SHIFT
REGISTER
R
8-BIT
LATCH
8
256
DECODE
W
L
L
1
8
H
GND
2
7
W
3
6
VDD
DIN 4
5
SCLK
MAX5402
CS
MAX5402
SCLK
CS
POR
CLOCK
LOGIC
µMAX
GND
________________________________________________________________ Maxim Integrated Products
1
本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに
ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。
無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com
MAX5402
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
MAX5402
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
VDD to GND ..............................................................-0.3V to +6V
DIN, SCLK, CS to GND ............................................-0.3V to +6V
H, L, W to GND .............................................-0.3V to (VDD + 0.3)
Maximum Continuous Current into Pins H, L, and W ...........1mA
Continuous Power Dissipation (TA = +70°C)
8-Pin µMAX (derate 4.1mW/°C above +70°C) ............330mW
Operating Temperature Range ...........................-40°C to +85°C
Junction Temperature ......................................................+150°C
Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C
Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(VDD = +5V, VH = VDD, VL = 0, TA = TMIN to TMAX. Typical values are at VDD = +5V, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
PARAMETER
SYMBOL
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
DC PERFORMANCE (Voltage-Divider Mode)
Resolution
N
8
Bits
Integral Nonlinearity (Notes 1, 2)
INL
±1/2
LSB
Differential Nonlinearity
(Notes 1, 2)
DNL
±1
LSB
End-to-End Resistor Tempco
TCR
35
ppm/°C
Ratiometric Resistor Tempco
5
ppm/°C
Full-Scale Error
-6
LSB
Zero-Scale Error
+6
LSB
DC PERFORMANCE (Variable-Resistor Mode)
Resolution
Integral Nonlinearity
(Notes 1, 3)
Differential Nonlinearity
(Notes 1, 3)
N
INL
DNL
8
Bits
VDD = +5V
±1
VDD = +3V
±3
LSB
VDD = +5V
±1/2
LSB
VDD = +3V
±1/2
LSB
LSB
DC PERFORMANCE (Resistor Characteristics)
Wiper Resistance (Note 4)
RW
Wiper Capacitance
CW
End-to-End Resistance
RHL
VDD = +5V
275
VDD = +3V
550
46
7.5
10
Ω
pF
12.5
kΩ
DIGITAL INPUTS
Input High Voltage
VIH
Input Low Voltage
VIL
0.7 ✕ VDD
V
0.3 ✕ VDD
±1.0
Input Leakage Current
Input Capacitance
V
µA
5
pF
100
ns
TIMING CHARACTERISTICS (ANALOG)
Wiper-Settling Time
tS
To 50% of final value from code 0 to code 128
TIMING CHARACTERISTICS (DIGITAL) (Note 5) (Figure 2)
SCLK Clock Period
tCP
100
ns
SCLK Pulse Width High
tCH
40
ns
2
_______________________________________________________________________________________
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
(VDD = +5V, VH = VDD, VL = 0, TA = TMIN to TMAX. Typical values are at VDD = +5V, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
PARAMETER
SCLK Pulse Width Low
SYMBOL
CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNITS
tCL
40
CS Fall to SCLK Rise Setup Time
tCSS
40
ns
SCLK Rise to CS Rise Hold Time
tCSH
0
ns
tDS
40
ns
DIN Setup Time
ns
DIN Hold Time
tDH
0
ns
SCLK Rise to CS Fall Delay
tCS0
10
ns
CS Rise to SCLK Rise Hold
tCS1
40
ns
CS Pulse Width High
tCSW
100
ns
Supply Voltage
VDD
2.7
Supply Current
IDD
POWER SUPPLIES
CS = SCLK =
DIN = VDD
VDD = +5V
0.8
VDD = +2.7V
0.1
5.5
V
5
µA
µA
Note 1: Linearity is defined in terms of the H-to-L code-dependent resistance.
Note 2: The DNL and INL are measured with the potentiometer configured as a voltage-divider with H = VDD and L = 0. The wiper
terminal is unloaded and measured with an ideal voltmeter.
Note 3: The DNL and INL are measured with the potentiometer configured as a variable resistor. H is unconnected and L = 0. The
wiper terminal is driven with a source current of 200µA at VDD = +3V and 400µA at VDD = +5V.
Note 4: The wiper resistance is the worst value measured, injecting a current, IW = VDD/RHL into terminal W.
Note 5: Digital timing is guaranteed by design.
________________________________________________________________________________________
3
MAX5402
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)
標準動作特性 _______________________________________________________________
(TA = +25°C, unless otherwise noted.)
END-TO-END RESISTANCE % CHANGE
vs. TEMPERATURE
WIPER RESISTANCE
vs. WIPER VOLTAGE
250
VDD = +3V
225
200
MAX5402 Toc02
0.00
-0.05
VDD = +5V
175
-0.10
150
-0.15
125
-0.20
100
0
1
2
3
4
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
5
WIPER VOLTAGE (V)
TEMPERATURE (°C)
RESISTANCE vs. INPUT CODE
VARIABLE RESISTOR DNL
vs. INPUT CODE
0.25
MAX5402 Toc03
10
9
8
0.20
0.15
7
RDNL (LSB)
W-TO-L RESISTANCE (kΩ)
0.05
6
5
4
MAX5402 Toc04
WIPER RESISTANCE (Ω)
275
0.10
END-TO-END RESISTANCE % CHANGE
MAX5402 Toc01
300
0.10
0.05
0.00
-0.05
3
2
-0.10
1
-0.15
0
-0.20
0
32
64
96
128 160 192 224 256
0
32
INPUT CODE (DECIMAL)
128 160 192 224 256
VOLTAGE-DIVIDER DNL vs. INPUT CODE
MAX5402 Toc06
0.2
96
0.08
MAX5402 Toc05
0.3
64
INPUT CODE (DECIMAL)
VARIABLE RESISTOR INL
vs. INPUT CODE
0.06
0.04
DNL (LSB)
0.1
RINL (LSB)
MAX5402
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
0.0
-0.1
0.00
-0.02
-0.2
-0.04
-0.3
-0.06
-0.08
-0.4
0
32
64
96
128 160 192 224 256
INPUT CODE (DECIMAL)
4
0.02
0
32
64
96
128 160 192 224 256
INPUT CODE (DECIMAL)
_______________________________________________________________________________________
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
(TA = +25°C, unless otherwise noted.)
VOLTAGE-DIVIDER INL vs. INPUT CODE
SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE
1.0
SUPPLY CURRENT (µA)
0.10
0.05
0.00
-0.05
-0.10
MAX5402 Toc08
0.15
INL (LSB)
1.2
MAX5402 Toc07
0.20
VDD = +5V
0.8
0.6
0.4
0.2
-0.15
VDD = +3V
-0.20
0.0
0
32
64
96
128 160 192 224 256
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80
INPUT CODE (DECIMAL)
TEMPERATURE (°C)
INPUT LOGIC VOLTAGE
TAP-TO-TAP SWITCHING TRANSIENT
MAX5402 toc09
MAX5402 Toc10
10
+2.51V
VW-L
+2.49V
+5V
CS
0
SUPPLY CURRENT (mA)
1
0.1
VDD = +5V
0.01
0.001
VDD = +3V
0.0001
200ns/div
(CODE 127 TO 128)
0
1
2
3
4
5
DIGITAL INPUT VOLTAGE (V)
端子説明 ___________________________________________________________________
端子
PIN
名称
NAME
機能
FUNCTION
抵抗のロー端子
Low
Terminal of Resistor
1
L
2
GND
3
CS
チップセレクト入力
Chip
Select Input
4
DIN
Serial
Data Input
シリアルデータ入力
5
SCLK
6
VDD
7
W
Wiper
Terminal
ワイパー端子
8
H
High
Terminal of Resistor
抵抗のハイ端子
グランド
Ground
Serial
Clock Input
シリアルクロック入力
Power
Supply. Bypass with a 0.1µF capacitor to GND.
電源。0.1µFコンデンサでGNDにバイパスして下さい。
________________________________________________________________________________________
5
MAX5402
標準動作特性(続き) __________________________________________________________
MAX5402
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
POT REGISTER LOADED
CS
SCLK
8TH CLOCK PULSE
1ST CLOCK PULSE
DIN
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
LSB
MSB
TIME
図1. シリアルインタフェースのタイミング図
CS
tCSW
tCSO
tCS1
tCSS
tCL
tCH
tCP
tCSH
SCLK
tDS
tDH
DIN
図2. シリアルインタフェースの詳細タイミング図
詳細 _______________________________
MAX5402はピンHとLの間に255個の固定抵抗を備え
ています。ポテンショメータワイパー(ピンW)は、この
抵抗ストリング上の256個の異なるタップポイントの
うちの任意の1つにアクセスするように設定できます。
MAX5402は、ワイパータップ位置を制御するために
SPIコンパチブルの3線シリアルデータインタフェースも
備えています。この書込み専用インタフェースには、
チップセレクト( CS )、データ入力(DIN)及びデータ
クロック(SCLK)という3つの入力が含まれます。CSを
ローにすると、DINピンからのデータが各SCLKパルスの
立上がりエッジに同期して8ビットシリアルシフトレジ
スタにロードされます(図1)。図3に示すように、MSBが
先にシフトインされます。データストリームの全体に
6
渡ってCSがローに保持されていない場合、データが破壊
され、デバイスの再ロードが必要となることに注意
して下さい。8つのデータビットがシフトレジスタに
ロードされてからCSをハイにすると、これらのビットは
ディコーダにラッチされます。ディコーダはポテン
ショメータワイパーを8ビット入力データに対応する
タップ位置に切換えます。MAX5402の場合、各抵抗
セルは10kΩ/255、即ち39.2Ωとなっています。
MAX5402はPOR回路を備えています。この回路は、
128のバイナリ表現を8ビットラッチにロードすること
により、ワイパーをミッドスケール位置に設定します。
MAX5402はピンWをピンH又はLに接続することに
よって可変抵抗として使用することが可能です。
_______________________________________________________________________________________
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
B1 (D6)
B2 (D5)
B3 (D4)
B4 (D3)
B5 (D2)
B6 (D1)
MAX5402
Data Word
B0 (D7)
B7 (D0)
(MSB)
First Bit In
(LSB)
Last Bit In
図3. シリアルデータフォーマット
アプリケーション情報 _________________
MAX5402は、可変電圧又は可変利得回路等、高精度で
精密に調節された可変抵抗を必要とする様々な回路用に
設計されています。MAX5402はポテンショメータ
分圧器又は可変抵抗として使用されます。
R3
H
+5V
MAX5402
R1
R2
W
可変電流電圧コンバータ
L
図4は、電流電圧コンバータを精密に調節するために、
MAX5402をMAX4250低ノイズオペアンプと併用した
例を示しています。MAX5402のピンHとWはR3とR2の
間のノードに接続されており、ピンLはグランドに接続
されています。
VO
MAX4250
VO / IS = R3(1 + R2 / R1) + R2
可変利得アンプ
図5は、ディジタル可変利得回路を構成するために、
MAX5402をMAX4250と併用した例です。通常の
フィードバック抵抗が、可変抵抗構成にしたMAX5402
で置換えられているため、回路の利得をディジタル制御
できます。
図4. I-Vコンバータ
+5V
VS
可変電圧リファレンス
図6では、MAX5402とMAX6160が可変電圧リファ
レンスを構成しています。この回路の場合、MAX5402
のHピンはMAX6160のOUTピンに接続され、
MAX5402のLピンはGNDに接続されています。また、
MAX5402のWピンはMAX6160のADJピンに接続
されています。MAX5402は電圧リファレンス出力の
正確な調節を可能にします。相対温度係数が5ppm/℃と
小さいため、全温度範囲に渡って非常に安定した可変
電圧が得られます。
VO
MAX4250
L
R2
H
MAX5402
R1
W
VO / VS = 1 + R2 / R1
図5. 非反転アンプ
________________________________________________________________________________________
7
MAX5402
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
チップ情報 __________________________
+5V
TRANSISTOR COUNT: 3475
PROCESS: BiCMOS
VIN
VO REF
OUT
H
MAX6160
ADJ
GND
VO =
W
MAX5402
L
1.23V ✕ 255
C
WHERE C IS THE DECIMAL EQUIVALENT
WRITTEN CODE.
図6. 可変電圧リファレンス
8
_______________________________________________________________________________________
256タップ、µPoT、低ドリフト
ディジタルポテンショメータ
販売代理店
〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル）
TEL. (03)3232-6141
FAX. (03)3232-6149
マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。
マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。
Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 _____________________ 9
© 2001 Maxim Integrated Products
is a registered trademark of Maxim Integrated Products.
MAX5402
パッケージ _________________________________________________________________

Download Report