Transcript 성능 비교

Fairchild High Performance Amplifiers
Editor Presentation
May, 2006
박상진
[email protected]
www.fairchildsemi.com
Agenda
• 소개
 Amplifier 시장 개요
 고 효율 Amplifier에 대한 전략
 페어차일드의 새로운 공정 및 경쟁력 비교
• 고 효율 Amplifier에 대한 페어차일드 제품 소개
 주요특징
 Target Application
 경쟁력 있는 강점
• Target 시장
• Roadmap
• Summary
2
Overview
•
Monolithic amplifier는 페어차일드 반도체가 uA702 제품을 1963년 최초로 시장에 소개를
하였다. 이후 페어차일드 반도체는 uA709를 개발하여 Monolithic Amplifier에 대한 개발을
지속하였다.그리고 1968년에 유명한 uA741을 내놓음으로써 시장에서 경쟁력을 키워왔다.
uA709와 uA741의 소개 이후 amplifier는 실질적으로 모든 linear system들에서 표준
품으로 성장해왔다.
•
Monolithic Amplifier가 제품에 적용되면서부터 반도체 업계들은 큰 크기의 TO-8 Metal
Can Type의 패키지에서 아주 작은 2mm x 2mm 크기의 패키지들로 변화했다. 오늘날의
Amplifier는 1960년대에는 상상하기 어려웠던 성능 수준을 또한 발휘하고 있다.
 1GHz 이상의 주파수 대역폭
 5,000V/us 이상으로 상승한 Slew Rate
 10uA 이하로 낮아진 공급 전류
 0.9V 아래에서 공급 전압 동작
 20uV 이하의 입력 Offset 전압
3
Amplifier 시장 전망
4500.0
4000.0
3500.0
Millions of Dollars
3000.0
Selantek
2500.0
IMS
WSTS
2000.0
Mean
1500.0
1000.0
500.0
0.0
2004
2005
2006
2007
Calendar Year
4
2008
2009
2005년 시장 분석 (Selantek)
TAM 상위 6개 응용처
$0.80
ASP 상위 6개 응용처
$400
$0.70
$350
$0.60
$0.50
$250
VIDEO
AUDIO
INSTRUMENTATION
$200
INDUSTRIAL
DISPLAYS
ASP ( Dollars )
Value ( Millions of Dollars )
$300
VIDEO
CENTRAL OFFICE
DATACOMM
$0.40
SATELLITE
MEDICAL
INSTRUMENTATION
AUTOMOTIVE
$0.30
$150
$0.20
$100
$0.10
$50
$0.00
$0
2005
2005
•
Video Amplifier 영역이 가장 큰 시장을 형성하고 있다
5
Video Amplifier 시장 전망
Video Amplifier Revenue
700
600
500
400
300
200
100
0
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Revenue 281.1 341.0 379.2 443.5 498.6 558.4 623.4 691.5
(Selantek)
CAGR = 12%
6
고 효율 Amplifier 소개
“Less Power, More Performance, More Possibilities”
• 페어차일드는 시장을 선도할 수 있는 고 효율 Amplifier를 내
놓았다.
• Message
 페어차일드의 고 효율 Amplifier 계열은 최적의 기능을 제시하고
다양한 Application에 맞는 성능을 가진 제품을 제시한다. 이러한
Amplifier는 설계자들이 그들의 시스템에 적합하게 할 수 있는 고
효율/저전력의 설계를 가능하게 한다.
“Less Power, More Performance, More Possibilities”
 FHP3130 / FHP3230 / FHP3430
 FHP3350 / FHP3450
7
Strategy
•
페어차일드의 전략은 성공적인 차세대 기술을 목표로 업계를 선도하면서
성능이 향상된 제품들을 공급하는 최고의 공급자가 되는 것이다.
 최고의 Amplifier 공급자가 되는 것
 페어차일드의 Portfolio에 등재된 제품들은 고 효율 이득을 제공할 것이다.
•
시장에서 뛰어난 성능 수준을 제공하기 위해 공정 이점을 활용을 할 것이다
 예)


•
FHP3230은 CMRR, PSRR 그리고 100dB 이상의 AOL 특성을 가진 최고의 AC 규격, 저전력
그리고 거의 이상적인 DC 성능을 제공한다.
FHP3350은 SD/HD 비디오 Application를 위한 최고의 비디오 규격뿐만 아니라 Sync 수준의
정밀 조정과 증폭조정을 위해 매우 중요한 최저의 입력 바이어스 전류를 제공한다.
페어차일드의 Low Pass 필터, 케이블 드라이버(Amplifier) 그리고 입력 Clamp
등이 집적된 비디오 필터 드라이버의 성공을 기반으로 한 신규 제품
 차세대 제품에 대한 시장 요구 확인
8
New Process
• 6세대 Complementary Bipolar 공정(BCP6T)
 8.5GHz의 대칭이 되는 fT를 갖는 수직 NPN/PNP 구조 (매우 빠른 주파수)
 12V의 Core 동작 전압
 Trench 공법을 사용한 Fully Dielectrically Isolation 구현
 매우 낮은 Parasitic Capacitance
 모듈 단위의 공정설계
9
경쟁력 비교
Company
FSC
NSC Competitors
Intersil
ADI
Process
BCP6T VIP
UHBF-1
XFC
CB
A10
N P N β x V A ( V)
13,200 12,000
6,000
5,600
8.5
NPN Fτ max (GHz)
7
9.0
9 .0
4.5
NPN BVceo (V)
13
12
8
12
P N P β x V A (V )
1,650
2,200
800
1,375
8.5
PNP Fτ max (GHz)
7
8.0
5 .5
2.5
PNP BVceo (V)
15
12
12
14
Box (um)
0 .3
1.2
N /A
1.0
<<Dielectrically Isolated, Complementary Bipolar Processes>>
Company
FSC
NSC
ADI
Competitors
Process
BCP6T
VIP10
XFCB
Product FHP3230 LMHA
6643 AD8B052
UGBW
1170MHz
90MHz
130MHz
110MHz
Die Size
720.1um2 963.93um2
??
DC Gain
1100dB
30dB
96dB
96dB
CMRR
1100dB
11dB
95dB
88dB
PSRR
1100dB
16dB
90dB
80dB
Iout
±100mA
±75mA
±45mA
Isupply
22.5mA
.7mA
2.7mA
4.8mA
Supply
2.7-12V
3-12V
3-12V
• 페어차일드의 설계기술과 공정 다음을 제공하는 것을 가능하게
한다:
경쟁사 대비
 저 전력소비와 함께 33% 이상의 대역폭이 확장
 저 전력소비와 함께 33% 이상의 전류 구동 가능
 저 전력소비와 함께 50% 이상 향상된 DC 성능
• FHP3230은 100dB보다 월등한 DC 이득, CMRR 그리고 PSRR
성능을 가진 이상에 가까운 OP AMP 특성을 제공한다.
• “Less Power, More Performance, More Possibilities”
10
FHP3130, FHP3230, FHP3430
Single, Dual, and Quad, High Speed, 2.5V to 12V, Rail-to-Rail Amplifiers
•
FHP3130/3230/3430 Key Features:
 2.5mA supply current per amplifier
 범용 / Video Focus Amplifiers
 주요 Set: STB, LCD, DVD, DTV, IP Video, CCD
16MHz 0.1dB bandwidth at Vo = 2Vpp
Camera
170MHz bandwidth at G=1
 사용 예: Video Driver, Voltage Reference Driver,
50MHz bandwidth at G=2
Common-mode Reference Circuit, A/D Driver,
110V/µs slew rate
Active Filter, Twisted Pair Driver, Sync Level
±100mA output current
Adjustment, Audio Circuit
>100dB PSRR, CMRR, and Open Loop Gain
 주요 경쟁력:
 0.008% / 0.01° differential gain/phase






•
•
•
•
•
11
Superior output drive capability (100mA), capable
of driving multiple loads
Superior gain flatness for optimal AC performance
Best in class differential gain/phase for improved
video performance
No overshoot or ringing for pulse response
applications
Near ideal Open Loop Gain, PSRR (Power Supply
Rejection Ratio), and CMRR (Common Mode
Rejection Ratio); all over 100dB; for improved
dynamic range and gain accuracy
성능 비교
FHP3230
“Less Power, More Performance, More Possibilities”
FHP Amplifier Performance vs Power Chart
G=1 Bandwidth (MHz)
200
FHP3230
150
LMH6643A
Competitor
100
AD8052
Competitor B
THS72
Competitor
C
50
0
1
3
5
7
Supply Current (mA)
12
9
FHP3230 Data Sheet 비교
±5V Specs (10V); G = 2
FHP3230
Units
AD8052 A
Competitor
LMH6643B
Competitor
TSH72 C
Competitor
-3dB Bandwidth at G = 1
Large Signal Bandwidth (2Vpp)
0.1dB Bandwidth (Vo=0.2Vpp)
Slew Rate
DG/DP
HD2/HD3 (2Vpp)
Supply Current per amp
Output Voltage into 150 Ohm Load
Common Mode Input Range
Input offset voltage
Input bias current (ni)
Input voltage noise
Linear Output Current
Short ckt Ouput Current
CMRR
PSRR
Open Loop Gain
Temp Range
Other Supplies
170
30
16
110
0.008 / 0.01
55 / 75
2.5
±4.8
-5 to 4
1
-1.8
17
±100
±120
100
100
100
-40 to +85
2.7 to 12
MHz
MHz
MHz
V/us
%/°
dB
mA
V
V
mV
uA
nV/Hz
mA
mA
dB
dB
dB
°C
V
110
40
n/a
170
0.02 / 0.11
-71 THD
4.8
±4.6
-5.2 to 4
1.8
1.4
16
±45
100, 160
88
80
82
-40 to +85
3 to 12
130
24 at G=1
12
135
0.15 / 0/04
n/a
2.7
+/- 4.8
-5.5 to 4.0
+/- 1.0
-1.6
17
75
115, -130
95
90
100
n/a
n/a
117
0.5 / 0.5
61 THD
9.8
±4.36
n/a
0.8
6
11
n/a
±55
106
75
86
0 to 70
3 to 12
Improved Performance
Similar Performance
13
-40 to +85
2.7V to 12.8V
성능비교 (FHP3230)
• FHP3230 offers no overshoot and faster settling time
SMALL SIGNAL PULSE (+3V)
FHP3230_AD8052_LMH6643
0.175
AV+2
RF=2KΩ
0.15
R
L
=
2
K
Ω
LMH6643 B
Competitor
0.125
AD8052
Competitor
A
0.1
0.075
FHP3230
VOLTAGE (V)
0.05
0.025
0
-0.025
-0.05
FHP3230
-0.075
-0.1
AD8052
Competitor
A
-0.125
LMH6643 B
Competitor
-0.15
-0.175
0
25
50
75
100
125
TIME (ns)
14
150
175
200
225
성능비교 (FHP3230)
AC RESPONSE vs GAIN (+10V)
FHP3230_AD8052_LMH6643
• FHP3230 has minimal peaking yet offers the
same -3dB bandwidth
2
LMH
Competitor
B
AV+2
Competitor
ADIA
AV+2
1
LMH
Competitor
B
AV+1
ADI
Competitor
A
AV+1
NORMALIZED GAIN (db)
0
FHP
AV+1
FHP
AV+2
-1
-2
-3
-4
Vo = .2Vpp
RFG = 2KΩ
R
L
=
1
5
0
Ω
-5
-6
0.1
1
10
100
FREQUENCY (MHz)
15
1000
FHP3350, FHP3450
Triple and Quad Voltage Feedback Amplifiers
•
FHP3350/3450 Key Features:






3.4mA supply current per amplifier
170MHz full power bandwidth (G=2, Vo=2Vpp)
0.05%/0.05 differential gain/phase
1,200V/µs slew rate
 범용 / Video Focus Amplifiers
±55mA output current
Extremely low input bias current: 0.3µA
 주요 응용처: HD STB, LCD, DVD, DTV, PDP, AV
maximum
Amp, Projectors
 Triple offers disable with 40µA disabled supply
 사용 예: Video Driver, RGB Driver, Sync Level
current
Adjustment, CCD Imaging Signal Driver, A/D
Driver, Active Filter, Twisted Pair Driver,
1080i/1080p Video Driver
 주요 경쟁력:
•
•
•
•
16
Best in class Input Bias Current, 0.05mA typical,
for improved DC accuracy
High Slew Rate
Large full power bandwidth exceeds high
definition requirements
High output current, sufficient for driving multiple
video loads
성능 비교 (FHP3350)
“Less Power, More Performance, More Possibilities”
FHP Amplifier Performance vs Power Chart
FHP3350
0.1dB Bandwidth (MHz)
50
40
30
Competitor A
LMH6683
20
OPA3684
Competitor C
10
AD8073
Competitor B
0
1
3
5
7
Supply Current (mA)
17
9
Data Sheet 비교
± 5V Specs (10V)
FHP3350*
Units
n/a
170
170
MHz
MHz
MHz
0.1dB Bandwidth (Vo=2Vpp)
Slew Rate
DG/DP
HD2/HD3 at 5MHz
Supply Current per amp
Disabled Supply Current
> 50
1200
0.01 / 0.02
-78 / -68
3.4
60uA
Output Voltage into 150 Ohm Load
Common Mode Input Range
Input offset voltage
Input bias current (inv)
Input bias current (ni)
Input voltage noise
Input current noise (inv)
Input current noise (ni)
Linear Output Current
Short ckt Ouput Current
CMRR
PSRR
Crosstalk at 5MHz
Off Isolation
turn on / off time
Temp Range
Other Supplies
±3.6
±3.8
1 (2.5)
n/a
0.05 (0.3)
8.5
n/a
1
50
60
70
70
>60
60
100 / 80
-40 to +85
3 to 12
-3dB Bandwidth at G = 1
G = 2 Bandwidth (0.2Vpp)
Large Signal Bandwidth (2Vpp)
Improved Performance
LMH6683B
Competitor
n/a
n/a
120
OPA3684C
Competitor
250
n/a
90 at 4Vpp
MAX4382D
Competitor
210
MHz
V/ms
%/°
dB
mA
mA
AD8073A
Competitor
n/a
100
n/a
10 at small
signal
500
0.05 / 0.1
n/a
3.5
n/a
25 at 0.2Vpp
940
0.01 / 0.08
-66 / -54
6.5
n/a
19 at 0.5Vpp
780
0.04 / 0.02
-67 / -70
1.7
300uA
40
485
0.08 / 0.02
-65 / -68
7.5
0.45
V
V
mV
uA
uA
nV/Hz
pA/Hz
pA/Hz
mA
mA
dB
dB
dB
dB
ns
°C
V
-3 to 3.3
±3.8
2
n/a
4
3
n/a
6
30
80
56
70
60
n/a
n/a
-40 to +85
5 to 12
-4.05 to 4.2
-5.5 to 3.3
1
n/a
5
18
n/a
6
+85 / -80
230 / -180
84
82
78
n/a
n/a
-40 to +85
3 to 12
±4.1 to 1k load
±3.75
1.5
5
5
3.7
17
9.4
160 / -120
n/a
60
60
70
-4.6 to 4.425
-5 to 2.75
3
40 / 4ms
-40 to +85
5 to 12
100 / 1us
-40 to +85
4.5 to 11
Similar Performance
18
175
8.5
10
2
75
100
95
62
FHP3350 Offers >45MHz
0.1dB Bandwidth!!
• FHP3350 offers >45MHz 0.1dB BW
AC RESPONSE
±5V; G=2; RL=150; Vout=2Vpp
±0.1dB lines
1
0.75
Normalized Gain (dB)
0.5
0.25
FHP3350
LMH6683
Comp A
Comp B
AD8073
Comp C
MAX4382
Comp D
AD813
0
-0.25
-0.5
-0.75
-1
0.1
1
10
Frequency (MHz)
19
100
성능비교 (FHP3350)
• FHP3350 Offers Faster Slew Rates, Faster
Settling Time, and No overshoot
LARGE SIGNAL PULSE
±5V; G=2; RL=150; Vout=2Vpp
1.5
1
Output Amplitude (V)
0.5
FHP3350
LMH6683
Comp
A
AD8073 B
Comp
MAX4382
Comp
C
AD813
Comp D
0
-0.5
-1
-1.5
0
10
20
30
40
50
60
TIME (ns)
20
70
80
90
100
주요 적용 사례
• 이미 모든 지역에서 몇몇의 주요 전자 제품에 적용 예:
 미국
 STB and HD STB
 유럽
 STB, LCD Panels, and Plasma Displays
 아시아
 LCD TV, Portable DVD, HDTV
 일본
 HD DVD, A/V Amp
21
Performance Chart
• Video Only
FHP Amplifier Performance Chart
FHP3140
Slew Rate (V/ s)
10000
FHP3350/
FHP3450
1000
FHP3130/
FHP3230/
FHP3430
100
10 FHP3182
1
UltraPortable SD
Video
10
Broadcast SD, HD,
1080i, 1080p PC
Graphics Video
Broadcast or
Consumer SD,
HD, 1080i Video
• General Purpose or
Video
• General Purpose,
Instrumentation, or
Video
• Instrumentation,
Video, or
Communications
Consumer SD,
HD Video
FHP3131
• General Purpose or
Video
Ultra-Portable &
Consumer SD
Video
100
1000
G=2 Bandwidth (MHz)
Above Chart does not include mux/amps - FHP3194 and FHP3392
22
Roadmap
Launching NOW!!
Sampling NOW!!
Target
Release
Quarter
Part
Number
Released
FHP3230
Dual 50MHz (G=2), 110V/ms, RRO, Best in class
DC Performance
General Purpose, Video and Imaging
Released
FHP3130
Single FHP3230
General Purpose, Video and Imaging
Q2
FHP3430
Quad of FHP3230
General Purpose, Video and Imaging
Q2
FHP3350
Triple 170MHz (G=2), 1200V/ms, Low input bias
current
General Purpose, Video and Imaging,
Instrumentation
Q2
FHP3450
Quad of FHP3350
General Purpose, Video and Imaging,
Instrumentation
Q2
FHP3194
High Speed 4:1 Mux, 380MHz (G=2), 1600V/ms,
7.5ns switching
General Purpose, Video and Imaging,
Instrumentation
Q2
FHP3140
700MHz (G=2), 5500V/us, Current Feedback Amp
Broadcast Video, PC Graphics,
Instrumentation, Communications
Q3
FHP3182
500mA amp w/input clamp and SAG for SD video
Video and Imaging
Q3
FHP3131
0.5mA, 2.5V to 12V, 40MHz Rail-to-Rail Amplifier
General Purpose, Video and Imaging
Q3
FHP3392
Triple 2:1 High Speed MUX – Fixed Gain of 6dB
Video and Imaging
Q4
TBD
Feedback from Regions
Q4
TBD
Feedback from Regions
Q4
TBD
Feedback from Regions
Q4
TBD
Feedback from Regions
Description
Key Market
TBD Possibilities
•
•
•
•
•
Op Amp Spins
Mux Spins
Current Sense Amps
Variable Gain Amps
Differential RGB Drivers / Receivers
23
Summary
• 페어차일드의 새로운 6세대 공정인 BCP6T 기술을
활용하여 210MHz와 50MHz 주파수 대역폭을 갖는 2종류의
제품으로 고 효율 Amplifier 시장에 진입을 한다.
• 페어차일드는 최적의 주파수 대역폭을 갖는 Op Amp로
업계를 선도하고 비디오 회로 설계에 낮은 전력 소모를 구현
• 페어차일드는 업계를 선도하는 위치에 있다.
“ Less Power, More Performance, More Possibilities”
24