• 高分解能A/Dコンバータ・アプリケーションにおけるアンプのクローズドループ帯域幅に関する考慮事項 - 高分解能のA/Dコンバータ（ADC）を駆動する際には、精度がアンプのクローズドループ帯域幅からの制約を受けることを考慮すべきです。ADCの最小限の分解能に関して特定の精度レベルを得たい場合、どんなクローズドループ・ゲインについても、オペアンプに必要なゲイン帯域幅（GBW）積を予測できる点が役に立ちます。他にオフセット、ノイズ、歪みといった誤差要因もありますが、本稿では省略します。以下では、オペアンプの最小限のクローズドループ帯域幅と使用されるADCの所要分解能との関係を示す単純な式を導き出します。

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N/A

• シグナルパスの性能向上のためのパワーICの使い方 - システムレベルのハードウェア設計者は、細心の注意を払って、個々のアプリケーションに最適なシグナルパスICを選択します。コンスーマ向けのMP3プレーヤや医療用超音波装置を設計する際、エンジニアは高い性能を維持するよう配慮しながら、適切なトレードオフをはかります。アナログ・シグナルパスICを選ぶ際は、前もって信号対ノイズ比（SNR）、分解能、全高調波歪み（THD）、入力オフセット電圧、スルーレート、ジッタ、電源電流などの仕様を検討し、それらの優先度を決める必要があります。適切なシグナルパスICを選ぶことによって、設計者は最良の結果を得ることができます。そうしたシグナルパスICは、いずれも「安定した」電源を必要とします。パワーマネジメントは、システム設計の一番最後になるケースがよくあります。

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N/A

• 電圧制御フィルタ - 楽器や音楽で合成波形を生成する場合、サウンド・エンベロープの形成には電圧制御フィルタが使われます。「電圧制御フィルタ」(または「VCO」)をキーワードにウェブを検索すると、シンセサイザ楽器やサウンド・エフェクタに使用されているさまざまな市販デバイスがヒットします。しかしコストや使用部品数の問題から、これらデバイスの多くは組み込みシステムには適しません。そこで、1μAから400μAの範囲で電源電流を連続的に変化させることのできるアンプを代替として用いて、電圧制御フィルタを構成してみます。このようなアンプの特徴のひとつはゲイン帯域積が電源電流の関数になっている点です。

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N/A

• 現在のシステムでHDTV対応を実現する - ハイビジョン・テレビ（HDTV）が台頭を始めています。従来のNTSCビデオに比べて画質の差はあまりにも明らかで、こだわりのパワーユーザー層に加えて一般の消費者からも高い評価を得るだけの理由は十分です。各国でHD番組を提供するテレビ・サービス事業者の割合いが急激に増加するのに伴なって、放送産業でのHDTVの採用は上昇傾向にあります。ビデオゲーム機メーカーでさえ、ここ数年、ハイビジョン・テレビの動向を追いかけています。

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N/A

• 手軽な正弦波発振回路 - 設計や評価の過程で任意の周波数の正弦波が必要となる場合があります。ここでは、2個のオペアンプと数個の抵抗およびコンデンサで構成する簡単な正弦波発振器回路と、対応するExcelスプレッドシートを紹介します。

• フォト・ダイオード用電流電圧変換回路 - フォト・ダイオード・トランスデューサが出力する微少電流を高速な電圧応答に変換する回路の設計は、なかなか取り組みがいがあります。ここでは、高速電流帰還アンプ、および電圧帰還オペアンプを使用して行う手法を説明します。

• 無限容量性負荷をドライブ可能なオペアンプで回路から不安定要素を除去する - 容量性負荷に対するオペアンプのドライブ能力は、さまざまな要素によって決まります。
  - オペアンプの内部アーキテクチャ（R_OUT、位相マージン、補償など）
  - 閉ループ・ゲインと出力負荷
  - 容量性負荷の大きさ

• VIP10™ 高速オペアンプ用OrCAD PSPICEライブラリ - SPICEシミュレーションを行うにはSPICEモデルを用意しなければなりませんが、オペアンプのモデルをゼロから作成するのは技術的に難しく、しかも時間のかかる作業となってしまいます。そこでナショナル セミコンダクター社では、業界をリードするVIP10™ プロセスを採用したオペアンプ製品シリーズについて、OrCAD用Captureライブラリ(nationalhighspeed.olb)とPSPICEモデル・ライブラリ(nationalhighspeed.lib)の提供を行っています。

• ビデオ伝送システムの低コスト・ソリューション - ビデオ・アプリケーションの中には、数百メートルもの距離をおいてビデオ信号源とビデオ・ディスプレイを配置しなければならないさまざまなシステムが存在します。たとえば、カメラとディスプレイを建物内の離れた場所に設置するビデオ監視システムがその一つです。従来、このような有線のビデオ・システムでは、同軸ケーブルを使用して、カメラのビデオ信号をディスプレイへ伝送していました。しかし、もしツイストペア線でビデオ信号を伝送できれば、同軸ケーブルに比べて細く、軽量で、かつ80%も低コストのため、多くの場合、優れたシステムを構築できると考えられます。

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• マルチバンドGSM/GPRSパワーアンプ・コントローラ - GSM(Global System for Mobile Communications)は、世界的に最も普及が進んでいる携帯電話システムです。GSM携帯電話またはDCS/PCS電話網では、双方向通信を実現するために、同一セル内でTDMA(時分割多元接続)方式を使って通信を行います。順方向リンクと逆方向リンクの両方に、GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying)変調方式が使われています。

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• D/Aコンバータを使ってポータブル・アプリケーションを最適化する - 携帯電子機器の設計では、電圧をデジタル調整して携帯機器の性能強化をはかるために、汎用D/Aコンバータ（DAC）を利用する方法がいくつかあります。

• 中間周波 (IF) サンプリング方式を用いたレシーバ・アーキテクチャ - 本稿は、中間周波 (IF) サンプリング方式を用いて構成した無線通信帯レシーバに関し、サブ・サンプリング (アンダー・サンプリング)、ノイズ・プロセッシング・ゲイン、および妨害信号問題について、それぞれの概要をまとめたものです。チャネル帯域が200kHzでサンプリング・レートが一般に13MHzの倍数を使用するGSM/EDGE通信スタンダードを例に説明します。

• 高性能アナログ・フロントエンドの設計 - テレコム分野などで使われる高速変換機器のA/Dコンバータ入力は、トランスやコンデンサ、あるいはその組み合わせによるAC結合で構成されています。一方、検査機器や測定機器では、入力信号に対して多くの場合にAC結合だけではなくDC結合も要求されるため、そのフロントエンド設計は単純ではありません。DCから500MHz (あるいはさらに上) にわたって優れたパルス応答と低歪みを実現するアクティブ・フロントエンドの設計には多くの課題が存在します。そこで今回のDESIGN ideaでは、高性能A/Dコンバータと併用される高速データ・キャプチャに適したアナログ・フロントエンド段のアイディアやヒントについて説明します。

• 自然エネルギーを利用したリモート・センサ電源 - 最近の電源回路では自然エネルギーの利用が始まっています。太陽電池や圧電素子など、エネルギー変換デバイスを通じてエネルギーを収集して利用する方式です。このようなデバイスは周囲に存在するエネルギー源からエネルギーを集め、電気に変換し、必要となるまでコンデンサに蓄えておきます。センサ回路は多くの場合連続動作を必要としません。エネルギー・ストレージはセンサがオフ期間中に充電されます。ここでは、何らかの動きが発生した場合にRFリンクを使って中央コンソールにデータを送信する遠隔モーション・ディテクタに、太陽電池と1F (ファラッド) のコンデンサを使って電力を与える例を説明します。このようなセンサは配線が不要なだけではなくバッテリ交換を省略できる利点があります。

• 基板配線設計を容易にするシリアルLVDSインタフェースを備えたデータ・コンバータ - シングルエンド信号（コモンモード信号）が適当でない場合、あるいは取り扱いが難しい場合は、他の信号系への変換が必要です。回路によっては、トランスデューサ出力から得られるシングルエンド信号を完全な差動信号に変換し、後段に置かれた差動入力ADCへと送出しています。このような回路方式には、差動ラインにノイズが結合しても、そのほとんどが両方のラインにとってコモンモードになるという利点があります（差動ラインが電気的に対称にレイアウトされていると仮定）。

• 抵抗性温度ディテクタ (RTD) に最適な高精度インタフェース - 抵抗性温度ディテクタ (RTD) は金属抵抗の温度依存性を利用した温度センサです。RTDはさまざまな温度測定器や計装制御装置で使われています。これらの機器には入手の容易な100Wの白金RTD (PRTD) が採用されています。

• ADCのインタリーブ構成による高サンプリング・レートの実現 - 設計者はいつの時代も高いサンプリング・レートを持ったA/Dコンバータを探し求めてきました。今日でもA/Dコンバータのアーキテクチャとしては最高速の部類に入るフラッシュ・コンバータは、高速な半導体プロセスが登場する以前から存在していましたが、初期のフラッシュ・コンバータのサンプリング・レートはプロセス技術の制約によって10から20Msps上限となっていました。今日ではギガヘルツ・レートでのサンプリングを可能にする半導体プロセスや回路アーキテクチャが実用化されています。

• ダイナミック性能の向上とRFI/EMIの抑制に関するA/Dコンバータやミクスト・シグナル回路のグラウンドおよびレイアウト問題 - A/Dコンバータから最高性能を引き出そうと多くの回路設計者が努力していますが、A/Dコンバータ自身はなかなかその期待に応えてくれません。データシートに記載されている性能を実際の回路で得ることは不可能であると設計者の多くが半ば結論付けてしまっているのが実状です。これまでも論文などを通して、A/Dコンバータのようなミクスト・シグナル回路（アナログ・デジタル混在回路）で性能改善の一助となる回路手法が発表されてきました。

• デジタル・ディスプレイのドライブにアナログ信号健在 - デジタル・ディスプレイ製品が市場に広がりつつあります。デジタル・ビデオ・プロジェクタは価格対性能比が新しい次元に移りました。省スペースの利点を持つフラットパネル・ディスプレイは、価格の下落と相まって、企業と家庭の両方の市場で旧来のCRTを急激な勢いで置き換えています。さまざまな技術や映像フォーマットに対応した最先端のホームシアター・システムは、多くの消費者にとって注目の的となっています。

• デジタル・レシーバ設計に革命をもたらすナショナル セミコンダクターの超高速A/Dコンバータ - 本稿では、アナログ広帯域入力を持つ超高速A/Dコンバータ(ADC)をデジタル・レシーバに適用し、RFチューナの置き換えとして、また現在のレシーバでは不可能な機能を実現する手段として使用する方法を説明します。従来のレシーバ・アーキテクチャでは、デジタル化およびデジタル信号処理を行なう前に、アナログ・ドメインにおいてチャネル選択を行なう必要があり、RFチューナを必要としていました。

• ノイズ性能を悪化させる電源電圧の変動 - アナログ回路におけるPSRR（Power Supply Rejection Ratio：電源電圧変動除去比）を理解することは、アナログ・デジタル混在回路の性能を改善する上での重要なステップの一つといえます。PSRRの性質を理解して適切な対策を行うことが必要です。

• 携帯型機器向け小型半導体温度センサ - 昨年、携帯型機器に理想的な小型パッケージに収められた半導体温度センサがはじめて登場しました。本アプリケーション概要では、アナログ温度センサとサーミスタの選択方法とあわせ、精度のトレードオフについて説明します。

• リモート・ダイオード温度センサを用いた4段階のファン・スピード制御回路 - LM88リモート・ダイオード温度センサ(RDTS)を用いた12V DCファンのスピード制御回路をFigure 1に示します。LM88はデュアル回路のリモート・ダイオード温度センサで、3つのデジタル・コンパレータを内蔵し、割り込みやシステムのシャットダウンなどに適用できる3本のオープン・ドレイン出力(O_SP0、O_SP1、O_CRIT)を備えています。

• LM85を使用したプロセッサ・システムの自律的なファン回転数制御 - 組み込みプロセッサを搭載したシステムでは、その多くが、システムの基本的な自己診断を行うハードウェア・モニタ機能を備えています。障害発生時には、診断結果にもとづいて、適任のサービス担当者が適切な交換部品を持って対応できるため、保守を含めたコストの削減を図れます。ハードウェア・モニタの対象は、電源のオーバー/アンダー・ボルテージ、ファンの回転異常、部品のオーバーヒートなどです。

• 他に干渉を与えずに高速ADC出力データの長距離伝送を行う - アナログ＝デジタル変換の世界では、最小の信号線数でデジタル・データ出力ストリームを伝送しなければならない場合があります。この課題はシリアル・データ出力機能を持つADCを使用すれば対応可能ですが、いくつかの問題点も抱えています。

• 最先端の放送ビデオ・システムに欠かせない高品質ビデオ・クロックの生成 - アナログ・ビデオやデジタル・ビデオの作成、録画、編集、そして分配を行うために、高精度なビデオ・クロックと同期信号の供給が欠かせない最先端の放送スタジオでは、「タイミングがすべて」という昔からの格言が今でも生きています。現在の放送システムは、コンポジット、コンポーネント、シリアル・デジタル・インタフェース(SDI)などのアナログ・インタフェースやデジタル・インタフェースの上で、NTSC、PAL、720p、1080i、1080pなど業界標準になっているSD (標準品位)/HD (高品位)フォーマットをサポートしなければなりません。SDI標準規格が定める厳密な仕様を満たすには低ジッタのビデオ・クロックが不可欠ですが、スタジオに普及が進む高速なSDIビデオ機器を使った高品質なビデオ・シンク・セパレーションによって、低ジッタのビデオ・クロックをより効率的に生成できるようになっています。

• LVDSを用いて高速シグナルパスのインピーダンス不整合に対処する  - データレートが400Mbpsから1.5Gbps程度でデータ・シグナルパスはアナログ的な伝送線路に変化します。このようなスピードでは、シグナルパス・モデルにはケーブルやバックプレーンに存在するリアクティブな寄生成分を考慮しなければなりません。対象となる条件はデータレートだけではありません。急峻なエッジ・レートにも分散インピーダンス環境で悪影響を及ぼす高周波エネルギーが含まれています。200Mbpsを超える周波数領域で寄生インピーダンスやインピーダンス不連続性を考慮しないで設計すると、伝送線路のノイズを増加させる原因になるほか、データ・ビットエラーが発生します。

• ノイズの影響を排除するアダプティブ・ケーブル・イコライザの設計手法 - アダプティブ・ケーブル・イコライザはシリアル・デジタル・ビデオ（SDV）やテレコミュニケーション機器などのレシーバ・フロントエンドに不可欠な構成要素です。また、有線通信システムにも使用されています。イコライザは伝送線路を直接受けて、ケーブルで生じた信号振幅および帯域幅の損失を復元します。

• 100mで100Mbitを実現：LVDSの伝送距離を拡張する - 小振幅差動信号方式（LVDS: Low-Voltage Differential Signaling）は、高いデータレートにも対応できる一方で、他のテクノロジーに比べて消費電力がはるかに小さい特長から、差動インタフェースの理想的な規格として普及が広まっています。信号を信頼性高く、しかも高速かつ低電力で伝送したいというニーズを抱えるあらゆるマーケット・セグメントで、LVDSテクノロジーは数百Mbpsのデータレートに対応したアプリケーションを実現します。

• 長距離の高速伝送を実現する3.3Vケーブル・ドライバとイコライザ - 長距離データ伝送はさまざまなアプリケーションで必要になる技術です。たとえばかなりの距離を最高400Mbpsものデータレートで伝送しなければならない電気通信やビデオ信号インタフェースなどの分野が相当します。このような長距離のデータ伝送は、既存のデバイスを用いて簡単に実現できます。ナショナルの新製品であるケーブル・ドライバCLC001、ケーブル・イコライザCLC012、データ・リタイマPLL CLC016を活用すれば、メガビット・クラスのデータを数百メートルにわたって伝送可能な、高信頼のシリアル・デジタル・インタフェース（SDI）を構成できます。

• 2.5Gbps LVDS 4×4クロスポイント・スイッチ - 独自のアーキテクチャを採用し、フロースルー・ピンアウトの小型パッケージで供給するDS90CP04は、今日の高性能ネットワーク・システムに最適なビルディング・ブロック・デバイスの1つです。4×4クロスポイント・スイッチを単位としているため、大規模スイッチ・アレイや、独自の構造を持つスイッチ・アレイを容易に構成できます。また、デバイス機能の設定と内部レジスタの読み出し用に、デジタル・シリアル・インタフェースを備えています。

• PoEアプリケーションを拡張する補助電源 - Power-over-Ethernet (PoE)は、VoIPフォンやワイヤレス・ルータに始まり、セキュリティ機器に至るまで、さまざまなアプリケーションにその活躍の場を見出しています。そして多くのPoEアプリケーションが、受電機器(PoweredDevice：PD)側ではACアダプタ、給電機器(Power SourcingEquipment：PSE)側では無停電電源装置に代表される補助電源を採用しています。ただし、補助電源回路の組み込みは技術的には簡単ではありません。PoE機器の設計者は、複数の電源供給方式と、それぞれの方式が備えるトレードオフを正しく理解する必要があります。 PoEシステムに補助電源機能を追加する場合、補助電源とPoE電源との切り換えでは、(1) PDのフロントエンドのホットスワップ回路部で切り換える、(2) PD電源コントローラの入力に直接与える、(3) PD電源の絶縁出力電圧に直接与える、といった3種類の回路構成が一般に考えられます。

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• パワーマネジメント・ソリューションを最新のアプリケーション・プロセッサに最適化する - ポータブル・アプリケーション・プロセッサ用に開発された最近のパワーマネジメント・ソリューションは高機能化の方向に向かっています。全消費電力やスタンバイ消費電流、ディープ・スリープ消費電流は、バッテリ・サイズ、部品コスト、さらには製品の魅力に直結するからです。そのためシステム設計者は、スマートフォンやPDAのような小型機器を設計する場合に、さまざまな種類の電源を検討しなければなりません。最近のスマートフォンは多くの電力を消費するようになり、バッテリ動作時間の確保とPCB面積の小型化に対する全体的な設計要件を満たすためにも、高機能なパワーマネジメント・ソリューションが不可欠です。

• スイッチング電源回路の単純化を実現したスタートアップ・レギュレータ内蔵PWM DC/DCコントローラ - PWM型DC/DCスイッチング電源コンバータは単純なトポロジ上に成り立っていますが、実用的な電源回路の構築では、スタートアップ・バイアス、ソフトスタート、スイッチ・ドライバ、レギュレーション、短絡保護、オーバー・ボルテージ保護、温度上昇保護など、さまざまな機能の追加が必要です。現在これらの機能はほとんど、小型のDC/DC PWMコントローラ・デバイスに集積化されています。

• 統合型多機能パワー・ソリューションを使用したアプリケーション・プロセッサへの電源供給 - 消費電力とバッテリの動作時間は、バッテリで動作する携帯型システムの設計に際してシステム設計者が乗り越えなければならない代表的なハードルです。最大のバッテリ動作時間を達成するために高度なパワーマネジメントを必要とするシステムとは、高性能アプリケーション・プロセッサを統合したシステムそのものです。一例がインテルXScale® テクノロジ搭載のPXA27xアプリケーション・プロセッサです。このデバイスは、プロセッサ、I/O、さらに内部サブシステムでピーク性能と最適効率を得るために、最大で12系統のパワー・ドメインを必要とします。インテルPXA27xプロセッサは、CPUのパワーマネジメント・ソフトウェアの要求に従いオンまたはオフ可能な、複数の電源入力を備えています。このような自由度の高いパワーマネジメント・アーキテクチャが、その時々で、内部機能や外部機能の中から電源を与えるべき対象を制御します。

• 要求仕様が厳しいアプリケーションにも適合する先進の技術とLDOの新機能 - さまざまなレギュレータの中でリニア・レギュレータの使いやすさには多くの設計者が同意するでしょう。また同じ理由によって、彼らはリニア・レギュレータをとても好んでいます。しかし、要求仕様が厳しくなっている昨今のアプリケーションでは、リニア・ソリューションのみを活用して高性能な回路動作を実現することは従来に比べて難しくなっているのも事実です。

• 分散型電源パズルの新しいピースを構成するアーキテクチャ変化の3つの要素 - 急速に発展する情報インフラストラクチャ・アプリケーション用の電源として有望視されている分散型電源アーキテクチャに、ここ数年で大きな変革が起こっています。本稿では、近年見られるアーキテクチャの変化の中から、(1)中間バス・アーキテクチャの概要、(2)デジタル制御の登場、(3)負荷点で高度な制御に向かう技術トレンド、の3項目を取り上げます。

• レーザー・ダイオードの高精度な発光制御方法 - プロセス制御に光を使用しているアプリケーションでは、多くの場合、照度を一定に維持することがきわめて重要となっています。一部のシステムは単純なLEDまたはレーザー・ダイオードを光源に使用して照度を得ていますが、最初に較正を行ったとしても、光源は時間とともに劣化していきます。LEDは経年変化に伴って電流に対する発光特性が劣化し光量が低下します。

• アプリケーションに応じたリニア・レギュレータの最適な選択 - リニア・レギュレータは多くの回路エンジニアから正当な扱いを受けていません。部品が選定されるのはたいてい製品開発の最後の段階に入ってからです。回路エンジニアは、選択したリニア・レギュレータのパワーや性能よりも、ベースバンドASICやRF ASICの設計に重点を置いています。

• 基板全体のEMI対策 - 今回は実際の基板設計におけるEMIの制御とテストに関する問題を検討します。

• 通信システム用電源の設計 - 変化の早い通信マーケットでは機器に内蔵される電源にも多様な要件が求められ、そのため機器メーカーは、市場競争に勝ち残るために、低コストに加えて効率と信頼性の高い電源回路の開発を余儀なくされています。こうした中で半導体サプライヤは、マザーボードやライン・カードに直接搭載できる低コストで小型の絶縁電源を実現できるデバイスの供給に努めています。

• USBから電力を得るリチウムイオン・バッテリ充電器 - ユニバーサル・シリアル・バス(USB)は、PCと周辺デバイスを結ぶ簡便な手段として広く普及するようになりました。USBインタフェースを備えるさまざまなポータブル周辺機器は、USBインタフェースのデータバス・ラインを介してPCとの間でデータの送受信をしています。しかしバッテリで動作する周辺機器の場合、バッテリ充電用に別の電源（机上充電器、もしくは単純なACアダプタ）が必要でした。ここでは、主役であるデータバスに対して隠れがちですが、USBインタフェースが持っているパワーバス・ラインに着目してみましょう。

• スイッチト・キャパシタ回路による効率的で機能的な白色LEDドライブの実現 - 携帯電話、PDA、ハンドヘルド・コンピュータなどが普及してから、より見やすく機能的なディスプレイが求められるようになりました。小型ディスプレイ技術が急速に進歩した理由のひとつに、インターネットのコンテンツや画像、動画がますます小型化するパーソナル携帯機器で見られるようになったことがあります。インターネット上では今後さらに豊富なコンテンツや機能が約束されており、より解像度の高いカラー・ディスプレイへの移行は必須です。

• コイル型スイッチング・レギュレータによる高効率白色LED駆動回路 - 携帯電話、PDA、ノートPCの普及以来、より見やすく機能的なディスプレイが求められてきました。小型ディスプレイ技術の発展により、インターネットのコンテンツや画像、動画を小型化するパーソナル携帯機器で見ることが可能になりました。インターネット上では今後さらに豊富なコンテンツや機能が期待されており、より解像度の高いカラー・ディスプレイへの移行は必然といえます。

• LM2750におけるナショナルのLLPパッケージの放熱特性について - ナショナルのリードレス・リードフレーム・パッケージ(LLP)は、小型でありながら大変優れた放熱特性を備えています。LLPはプリント基板上の実装面積が非常に小さいチップ・スケール・パッケージです。従来のリード付きプラスチック・パッケージと異なり、LLPはパッケージ下面のパッドによってプリント基板に実装します。

• 広入力電圧対応、高耐圧の降圧型コンバータ - 入力電圧範囲が広い降圧型コンバータ回路を設計する場合、アプリケーションに最適なスイッチング・レギュレータICの選択だけでなく、入力電圧のワーストケースに対応できる外付け部品の選択もあわせて重要になります。与えられた部品によっては、ワーストケースは最大入力電圧で起こるかも知れないし、また最小入力電圧で起こるかも知れません。実際には両電圧範囲内のどこかがワーストケースとなります。

• DDR-SDRAMターミネーション回路を簡略化するリニア・レギュレータ - DDR-SDRAMがデスクトップPC、ノートPC、ビデオ・カード用の標準メモリ・デバイスとして普及を始めたことで、システム設計者にとっては電源回路の設計が新たな課題となりました。DDR-SDRAMではバスをアクティブ・ターミネートするので、レギュレータ回路の追加が必要となり、コスト増と回路の複雑性を招きます。ナショナルはこの課題に対して、これまで主流になっていた同期スイッチ方式とは異なるリニア・トポロジーを採用したDDR-SDRAMターミネーション・リニア・レギュレータLP2995を発表しました。本アーキテクチャは、メモリ・システム要件を徹底的に解析して実現したものです。今回のアプリケーション概要ではDDR-SDRAMの実際の要件を具体的に検討し、2つのソリューション・トポロジーの比較を行います。

• 携帯機器の電源アプリケーションに最適な超小型降圧型DC/DCコンバータ - 市場には多くの降圧型コンバータが出回っていますが、いずれも携帯機器メーカーの小型化と電圧精度への要求を満足させるものではありません。今回、ナショナルセミコンダクターが発表した降圧型DC/DCコンバータ・ファミリのLM2608、LM2612、LM2614、LM2618は、市場の小型パッケージへの要求に応えると同時により高い性能と機能を備えています。ファミリ各製品は、大きさ2.25mm×2.504mm、高さ0.6mmのmicro SMD-10パッケージで提供されます。SOT-23パッケージを採用している競合製品に比べて大幅な実装サイズの小型化を実現します。

• TFT電源回路の簡略化を実現する高集積デバイス - 価格の低下と画質の向上に伴って、フラット・パネル・ディスプレイの普及が急速に進みつつあります。フラット・パネル・ディスプレイ製品の大きな魅力の一つは、これまで何年にもわたって首位の座を占めてきたCRTに比べて設置面積が大幅に小さくなることです。

• 携帯機器の電源供給：降圧コンバータにおけるリニア・レギュレータの代替方式 - PDAやノートパソコンなどの携帯型電子機器では、リチウムイオン・バッテリからマイクロプロセッサへの給電回路として、小型で電力効率が高い降圧型DC/DCコンバータが一般的に使用されます。効率の面ではスイッチング・レギュレータが最適な選択と言えます。しかし、携帯電話などの小型機器では部品高さの制約があってコイルを使用できないことが多く、その場合は低ドロップアウト(LDO)リニア・レギュレータでコンバータ回路を構成しなければなりません。

• フライバック型、昇圧型、フォワード型パワー・コンバータ・アプリケーションに最適な高電圧シングルチップDC/DCレギュレータ - ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、電話インタフェース(SLICs)、ISDN、xDSLといったテレコムおよび産業アプリケーションでは、レギュレートされていない12・36Vの電源バスから低電力の複数電圧を出力する非絶縁電源が必要となる場合があります。フライバック型コンバータは、回路が簡単であること、部品点数が少なくてすむため回路サイズが小さく低コストで構成できることから、上記のような条件のアプリケーションでよく採用されています。ナショナルセミコンダクター社は、フライバック型、昇圧型、フォワード型コンバータ・アプリケーションに最適な、高電圧、シングルチップのモノリシック集積回路DC/DCレギュレータ(LM5000)を新たに製品化しました。

• 性能基準を引き上げるデルタ-シグマ型PLL - 現在の携帯電話に求められる高性能、低消費電力、低コストといった厳しい要件はしばしば設計者を苦しめます。集積度、アーキテクチャのタイプ、クリティカルなシステム性能など、システムに関するすべての項目が、リニアリティ、エラー・レート、消費電力、コスト、開発期間といった重要な要件に影響を与えるからです。

• 電源設計における熱問題とその解決法 - 電源コンバータの設計では多くの技術分野が関係します。第一線の設計者ともなれば、アナログ回路とミクスト信号回路の設計技術、巻き線部品の特性、電磁適合性の要件、パッケージの特性、さらには熱設計を理解していなければなりません。パッケージ設計と熱設計は、増加する電力密度や電源トポロジー選択時の多くのトレードオフが背景となって推進されています。拡大する情報インフラを支える機器に課せられたさまざまな環境条件によって、熱設計の課題が明確になります。

• 低電圧システム向け温度センサ・ソリューション - 各プロセッサ・メーカーは、ムーアの法則に従うために、また高い性能と拡張機能を低コストで提供するために、プロセスの一層の微細化、すなわちディープ・サブミクロン・プロセスへの移行を進めています。プロセスの微細化で得られる特性の一つは電源の低電圧化です。電源の電圧条件はプロセス設計によって異なります。微細化をしたからといってすぐに電源電圧を下げなければならないわけではありませんが、微細化を進めるにつれ避けて通れなくなります。たとえば、0.35μmプロセスは最大5Vの電源電圧に対応できるだけの十分な酸化絶縁層を備えています。しかし0.13μmと90nmプロセスでの最大電源電圧はそれぞれ3.3Vと1.8Vです。

• シリコン温度センサを使用してシステムを保護する - 電子システムの設計では温度管理に注意が必要な理由が2つあります。ひとつは、近年のシステムはプリント基板と筐体のコストとサイズを抑えなければならず、その結果、消費電力が大きい一方で温度範囲が制約されている半導体デバイスの冷却に必要なエアフローが不足気味になるからです。次に、プロセッサ、DSP、MCUにこれまでになく高い性能が求められていることがあげられます。ムーアの法則に従ってプロセッサの処理能力が向上を続けると、副次的な影響として性能に比例して消費電力が増えていきます。

• LLPチップ・スケール・パッケージのリワーク - LLPは「リードレス・リードフレーム・パッケージ」の略称です。パッケージ本体からリードを出さず、端子パッドがパッケージ底面に凹凸なしで露出しており、一層の小型化を実現します。 また基板にハンダ付けされた露出ダイ接合パッドを通してパッケージの熱をPCBへ直接逃せるので、熱特性にも優れています。

• 扱いやすさを向上させるIEEE 1149.1スキャン・チェーンの分割 - IEEE 1149.1に対応したデバイスが増えています。検査担当者はIEEE 1149.1の導入によって、これまでの基板テストが抱えていた複雑なテスト・アクセス問題に容易に対処できるようになりました。IEEE 1149.1はテスト専用の5信号シリアル・テスト・バスによって、IC内部の複雑化と基板の高密度化のために既存のインサーキット・テスト方式ではアクセスが及ばなくなった深い内部テスト・ノードに対しても、簡単で標準化されたアクセス手段を提供します。テストおよびプログラミングの標準機能として、新しく設計される基板の多くにJTAGが搭載されるようになっています。これは、満足なレベルで基板障害を検出する能力を持ち、かつ高いコスト効率で基板上のデバイスをプログラミングできる手段がほかには存在しないことも理由の一つです。