近年、バッテリー駆動の電子機器が広く普及したことを受け、消費電力を低減するため、設計者は低電圧アナログ回路の開発を急務として求めている。低電圧・低消費電力・低ノイズを特徴とするアナログ回路の設計手法は、近年ますます研究の注目の的となっている。省エネルギーの観点からすると、低消費電力はバッテリー駆動のポータブル機器にとって必須の要件であるだけでなく、大規模な系統電源供給型のシステムにおいても、その必要性は極めて高く、設備の稼働時間を延長するだけでなく、機器の経年劣化を抑制し、システムの安定性を向上させます。
アベニックは、超低消費電力のCMOSオペアンプ「AWS795X2」シリーズを発売しました。
これは、超低消費電力、低入力オフセット電圧、低電圧動作、およびレール・ツー・レール入出力をはじめとする優れた性能特性を備えた、AWS79552、AWS79562、AWS79572の3シリーズで構成されています。このオペアンプは利得1で安定しており、超低入力バイアス電流を備えているため、ウェアラブル機器、煙感知器、持続血糖モニタ（CGM）、ガス検知器、エッジ側AIなどのアプリケーションに最適です。
AWS795X2の主な仕様
AWS79552：1チャネルあたり380nA
AWS79562：チャネル当たり420nA
AWS79572：1チャンネルあたり170nA
AWS79552：1.5mV（最大）
AWS79562：0.2mV（最大）
AWS79572：0.2mV（最大）
AWS79552：1.5V/ミリ秒
AWS79562：1.5V/ミリ秒
AWS79572：0.34V/ミリ秒
AWS79552：8kHz
AWS79562：8kHz
AWS79572：1.4kHz
AWS79552：±12.5mA
AWS79562：±12.5mA
AWS79572：±11mA
図1：AWS795X2パッケージ
AWS795X2の主な用途
製品の特長1：超低自己消費電流
AWS795X2の超低消費電力により、バッテリー駆動時間が飛躍的に延び、バッテリーの寿命を大幅に伸ばすとともに、ユーザー体験の向上とデバイスの安定性の改善を実現します。特に、血糖値モニターや心拍数モニター、環境センサーといった低消費電力アプリケーションにおいて、その優位性は一層顕著です。
図2：オペアンプの耐久性比較
製品の特長2：1.4Vの低動作電圧に対応
AWS7952Xは1.4 Vの低電源電圧で動作し、バッテリーの放電効率をさらに最大化します。ボタン電池、リチウム電池、乾電池などの電池電圧が約1.4 Vまで低下しても、AWS7952Xは追加の昇圧回路を必要とせずにそのまま電池から直接給電できるため、基板面積の節約と設計コストの低減が可能です。
図3低動作電圧
主要な適用シナリオへの導入1：三端子ガスセンサー増幅器の回路図
下図に示すのは、3端子型のバイアス電圧ゼロのCOセンサー用のシンプルな低消費電力レギュレータ回路ですが、これは他の多くの種類の3端子型ガスセンサーや電気化学セルにも適しています。基本的なセンサーは、検出電極（作業電極、「WE」）、対極（「CE」）、および基準電極（「RE」）の3つの電極で構成される。CE電極とWE電極の間には電流が流れ、その大きさは検出濃度に比例します。REは、内部基準点における電位をモニターします。バイアスのないセンサーの場合、CEに印加するバイアスを調整することにより、WE電極とRE電極を同一の電位に維持しなければなりません。
図4 3端子型ガスセンサ増幅器のアプリケーション回路図
主要な応用シナリオIIへの導入：血糖値測定器からの電流信号のトランスインピーダンス増幅
下図は、血糖値測定器用センサーの簡易なマイクロ回路を示している。電気化学センサーでは、生体酵素が血液中の反応を触媒し、微弱な電流信号を生成します。この信号はRF抵抗器を通過して電圧に変換されます。その後、SOCはこの出力電圧を測定して血糖濃度を算出する。
図5血糖測定センサーのマイクロ回路
表1：アベニックオペアンプ製品の選定ガイド
結論
アベニック Electronicsは、高性能なミックスドシグナルIC、電力管理IC、およびシグナル・チェーンICの設計を専門としており、コアとなるチップ設計技術を確立しています。アベニックのオペアンプ製品ファミリーは、高電圧・高精度・ゼロドリフトを備えたプレミアムなラインナップを段階的に展開し、お客様に包括的な製品とソリューションを提供することに取り組んでいます。
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