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| Datasheet File OCR Text: |
| h i g h s p e e d , 2 0 0 d b r a n g e , l o g a r i t h m i c c o n v e r t e r d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 i n f o r m a t i o n f u r n i s h e d b y a n a l o g d e v i c e s i s b e l i e v e d t o b e a c c u r a t e a n d r e l i a b l e . h o w e v e r , n o r e s p o n s i b i l i t y i s a s s u m e d b y a n a l o g d e v i c e s f o r i t s u s e , n o r f o r a n y i n f r i n g e m e n t s o f p a t e n t s o r o t h e r r i g h t s o f t h i r d p a r t i e s t h a t m a y r e s u l t f r o m i t s u s e . s p e c i f i c a t i o n s s u b j e c t t o c h a n g e w i t h o u t n o t i c e . n o l i c e n s e i s g r a n t e d b y i m p l i c a t i o n o r o t h e r w i s e u n d e r a n y p a t e n t o r p a t e n t r i g h t s o f a n a l o g d e v i c e s . t r a d e m a r k s a n d r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s . o n e t e c h n o l o g y w a y , p . o . b o x 9 1 0 6 , n o r w o o d , m a 0 2 0 6 2 - 9 1 0 6 , u . s . a . t e l : 7 8 1 . 3 2 9 . 4 7 0 0 w w w . a n a l o g . c o m f a x : 7 8 1 . 4 6 1 . 3 1 1 3 ? 2 0 1 1 a n a l o g d e v i c e s , i n c . a l l r i g h t s r e s e r v e d . f e a t u r e s o p t i m i z e d f o r v e r y f a s t r e s p o n s e a t a l l i n p u t c u r r e n t s o v e r a l l b a n d w i d t h o f > 4 m h z f o r i n p u t s > 1 a b a n d w i d t h : 2 5 k h z a t i n p u t o f 1 n a a n d 3 5 0 k h z a t 1 0 n a 1 0 d e c a d e s o f i n p u t r a n g e : 1 p a t o 1 0 m a l a w c o n f o r m a n c e : 0 . 2 5 d b f r o m 1 0 0 p a t o 1 0 0 a l o g r a t i o o r f i x e d - i n t e r c e p t o p e r a t i o n p r e c i s i o n v o l t a g e r e f e r e n c e s a n d r e f e r e n c e c u r r e n t a d a p t i v e p h o t o d i o d e ( p d ) b i a s f o r l o w d a r k c u r r e n t p r o g r a m m a b l e l o g s l o p e a n d i n t e r c e p t d e f a u l t l o g s l o p e o f 1 0 m v / d b a t v l o g p i n s i n g l e - o r d u a l - s u p p l y o p e r a t i o n a p p l i c a t i o n s h i g h a c c u r a c y o p t i c a l p o w e r m e a s u r e m e n t w i d e r a n g e b a s e b a n d l o g c o m p r e s s i o n v e r s a t i l e d e t e c t o r f o r h i g h s p e e d a p c l o o p s g e n e r a l d e s c r i p t i o n t h e a d l 5 3 0 4 i s a h i g h s p e e d l o g a r i t h m i c c o n v e r t e r w i t h f a s t r e s p o n s e a n d l o w n o i s e o v e r a 2 0 0 d b ( 1 p a t o 1 0 m a ) m e a s u r e - m e n t r a n g e . t h e a d l 5 3 0 4 p r o v i d e s a n o m i n a l l o g a r i t h m i c s l o p e o f 1 0 m v / d b ( 2 0 0 m v / d e c a d e ) ; o t h e r v a l u e s a r e e a s i l y c o n f i g u r e d . l o g a r i t h m i c i n t e r c e p t c a n b e p r o g r a m m e d o v e r a w i d e r a n g e w i t h t h e i n t e r n a l 1 0 0 n a c u r r e n t s o u r c e o r e x t e r n a l l y f o r l o g r a t i o a p p l i c a t i o n s . t h e d e f a u l t i n t e r c e p t v a l u e o f 3 . 1 6 2 f a p l a c e s t h e m i d p o i n t o f t h e m e a s u r e m e n t r a n g e o f 1 0 0 n a a t v l o g = 1 . 5 v . a s i n g l e p o s i t i v e s u p p l y o f 5 v i s a l l t h a t i s r e q u i r e d f o r o p e r a t i o n o v e r a s p e c i f i e d 1 p a t o 3 m a i n p u t r a n g e . d u a l - s u p p l y o p e r a t i o n e x t e n d s t h e s p e c i f i e d i n p u t c u r r e n t r a n g e t o 1 0 m a . t h e a d l 5 3 0 4 a c c e p t s t w o c u r r e n t i n p u t s t o t h e l o g a r i t h m i c a r g u m e n t . t h e n u m e r a t o r i n p u t , i n u m , f l o w s i n t h e c o l l e c t o r o f a n n p n t r a n s i s t o r , c o n n e c t e d i n a f e e d b a c k p a t h a r o u n d a l o w o f f s e t j f e t a m p l i f i e r . t h e d e n o m i n a t o r c u r r e n t , i d e n , i s t r e a t e d i n t h e s a m e w a y , w h i c h a l l o w s f o r l o g r a t i o o p e r a t i o n . t h e i n p u t s u m m i n g n o d e s ( i n u m a n d i d e n ) o p e r a t e a t a c o n s t a n t d e f a u l t v o l t a g e o f 1 . 5 v . t h e v s m 1 t o v s m 4 p i n s f l a n k t h e i n u m a n d i d e n i n p u t s t o p r o v i d e a g u a r d v o l t a g e t o m i n i m i z e l e a k a g e c u r r e n t s . a d a p t i v e p h o t o d i o d e b i a s i n g i s p r o v i d e d f o r o p t i c a l m e a s u r e m e n t s . a m o n i t o r c u r r e n t 1 . 1 t i m e s i n u m i s o u t p u t a t t h e i m o n p i n , a n d a n e x t e r n a l r e s i s t o r , r m n t r , a t 1 0 t i m e s t h e p h o t o d i o d e s e r i e s r e s i s t a n c e ( r s ) a p p l i e s a v o l t a g e a c r o s s t h e p h o t o d i o d e t h a t 1 s t o r d e r k e e p s t h e i n t e r n a l p d j u n c t i o n a t 0 v t o m i n i m i z e d a r k c u r r e n t . t h e v l o g o u t p u t i s b u f f e r e d a n d c a n b e r e s c a l e d t h r o u g h i n t e r n a l g a i n s e t t i n g r e s i s t o r s . t h e i n t e r n a l i l o g v a r i e s f r o m ? 4 0 0 a t o + 4 0 0 a a s i n u m c h a n g e s o v e r 1 0 d e c a d e s f r o m 1 p a t o 1 0 m a . t h i s c o r r e s p o n d s t o 0 . 5 v t o 2 . 5 v a t t h e v l o g p i n i n t h e d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n s h o w n i n f i g u r e 1 . a c c u r a t e 1 . 5 v ( p i n 1 p 5 v ) a n d 2 . 0 v ( p i n 2 v l t ) r e f e r e n c e o u t p u t s a l l o w p r e c i s e r e p o s i t i o n i n g o f t h e i n t e r c e p t u s i n g e x t e r n a l r e s i s t o r s . t h e a d l 5 3 0 4 i s a v a i l a b l e i n a 3 2 - l e a d , 5 m m 5 m m l f c s p a n d s p e c i f i e d f o r o p e r a t i o n f r o m ? 4 0 c t o + 8 5 c . s i m p l i f i e d b l o c k d i a g r a m a d l 5 3 0 4 0 9 4 5 9 - 0 0 1 2 3 0 3 4 5 6 8 7 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 1 . 5 v 1 . 5 v 3 2 3 1 2 6 9 i m o n v n u m i n n m v d e n h f c p c o m m n m f s v n e g d n f s v n e g i n d n 1 p 5 v 2 v l t d c b i b s d c v s m 1 v s m 2 v s m 3 i r e f i d e n i n u m v s m 4 1 0 1 1 2 7 2 9 2 8 1 0 0 n a 1 . 5 v 1 7 2 4 2 v b i a s a n d v r e f 1 2 1 3 1 4 a c o m 1 5 1 6 i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 5 k ? 1 k ? 1 k ? 7 . 5 k ? 2 1 2 0 1 9 1 8 s c l 1 s c l 2 s c l 3 a c o m r m n t r v p o s v n u m v d e n i l o g f i g u r e 1 .
a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 2 o f 3 2 t a b l e o f c o n t e n t s f e a t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 a p p l i c a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 g e n e r a l d e s c r i p t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 s i m p l i f i e d b l o c k d i a g r a m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 r e v i s i o n h i s t o r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 s p e c i f i c a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 e s d c a u t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 t e s t c i r c u i t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 t e r m i n o l o g y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 t h e o r y o f o p e r a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 b a s i c c o n c e p t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 o p t i c a l m e a s u r e m e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 c i r c u i t d e s c r i p t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 u s i n g t h e a d l 5 3 0 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 u s i n g a n e g a t i v e s u p p l y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 e v a l u a t i o n b o a r d s c h e m a t i c a n d s i l k s c r e e n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 o u t l i n e d i m e n s i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 o r d e r i n g g u i d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 r e v i s i o n h i s t o r y 9 / 1 1 ? r e v i s i o n 0 : i n i t i a l v e r s i o n d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 3 o f 3 2 s p e c i f i c a t i o n s v p o s = 5 v , v n e g = 0 v , t a = 2 5 c ; i d e n = i r e f ; v s m 1 t o v s m 4 , 1 p 5 v , d c b i , a n d i n p s t i e d t o g e t h e r ; s c l 1 = v l o g ; s c l 2 = i n m s ; s c l 3 = o p e n ; s c a l e = 2 0 0 m v / d e c ; v l o g o u t p u t l o a d r l > 2 k , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . u p p e r c a s e i n d i c a t e s a p i n n a m e ( f o r e x a m p l e , v l o g ) a n d s u b s c r i p t e d i n d i c a t e s s i g n a l n a m e ( f o r e x a m p l e , v l o g ) . t a b l e 1 . p a r a m e t e r t e s t c o n d i t i o n s / c o m m e n t s m i n t y p m a x u n i t i n p u t i n t e r f a c e s i n u m , i d e n , v s m x p i n s s p e c i f i e d c u r r e n t r a n g e f l o w s t o w a r d e a c h i n p u t p i n ( i n u m a n d i d e n ) , ? 5 v v n e g ? 2 v 1 ? 1 2 1 0 ? 3 a v n e g = 0 v 1 ? 1 2 3 ? 3 a t e m p e r a t u r e d r i f t ( i n u m a n d i d e n ) ? 4 0 c < t a < + 8 5 c 0 . 0 1 m v / c i n p u t g u a r d o f f s e t v o l t a g e v i n u m ? v v s u m ? 2 0 . 6 + 2 m v l o g a r i t h m i c o u t p u t v l o g p i n , r e f e r e n c e d t o a c o m ; i n p u t a p p l i e d t o i n u m 1 l o g a r i t h m i c s l o p e , v y 2 5 c 1 9 5 2 0 0 2 0 5 m v / d e c ? 4 0 c < t a < + 8 5 c ? 2 + 3 m v / d e c l o g a r i t h m i c i n t e r c e p t , i z 2 e x t r a p o l a t e d i n p u t c u r r e n t a t v l o g = 0 v 3 . 1 6 2 f a l o g a r i t h m i c o f f s e t d i f f e r e n c e b e t w e e n v l o g a n d v s u m w i t h i n u m = i d e n ? 8 + 5 m v ? 4 0 c < t a < + 8 5 c 2 5 v / c l o g a r i t h m i c l a w c o n f o r m a n c e e r r o r m a x i m u m d e v i a t i o n f r o m b e s t f i t o v e r 1 n a t o 1 0 0 a r a n g e ? 0 . 7 0 . 2 + 0 . 7 d b v l o g o u t p u t i n p s , i n m s , v l o g , s c l 1 , s c l 2 , s c l 3 p i n s o u t p u t b u f f e r o f f s e t v o l t a g e ? 3 + 0 . 1 + 3 m v o u t p u t b u f f e r b i a s c u r r e n t f l o w i n g o u t o f t h e i n p s p i n ? 1 . 3 a i n c r e m e n t a l i n p u t r e s i s t a n c e p i n i n p s 1 2 m o u t p u t r a n g e r l o p e n v n e g + 0 . 2 v p o s ? 0 . 2 v o u t p u t n o i s e s p e c t r a l d e n s i t y 3 i n u m > 1 n a < 6 v / h z s m a l l s i g n a l b a n d w i d t h i n u m = 1 n a 2 5 k h z i n u m = 1 0 n a 3 5 0 k h z i n u m = 1 0 0 n a 1 . 2 m h z i n u m > 1 a 4 m h z f a l l i n g e d g e s e t t l i n g t i m e s 4 i n u m = 1 0 0 n a t o 1 0 n a 1 0 s i n u m = 1 a t o 1 0 0 n a 2 . 2 s i n u m = 1 0 a t o 1 a 0 . 5 s i n u m > 1 0 a < 0 . 5 s n o m i n a l v o l t a g e s w i n g f o r i n p u t c u r r e n t r a n g e o f 1 p a t o 1 0 m a 0 . 5 2 . 5 v o u t p u t i m p e d a n c e f r e q u e n c y < 1 m h z < 2 r e f e r e n c e o u t p u t s 1 p 5 v , 2 v l t , i r e f p i n s 1 p 5 v ( r e f e r e n c e d t o a c o m ) 2 5 c 1 . 4 9 5 1 . 5 0 0 1 . 5 0 5 v ? 4 0 c < t a < + 8 5 c 3 0 v / c o u t p u t c u r r e n t ? 1 0 + 5 m a 2 v l t ( r e f e r e n c e d t o a c o m ) 2 5 c 1 . 9 9 5 2 . 0 0 0 2 . 0 0 5 v ? 4 0 c < t a < + 8 5 c 3 1 v / c o u t p u t c u r r e n t s o u r c i n g o n l y 0 2 0 m a i r e f 5 2 5 c 1 0 0 n a ? 4 0 c < t a < + 8 5 c ? 7 0 p a / c p h o t o d i o d e b i a s i m o n p i n ; i m o n = 1 . 1 i n u m m i d r a n g e v a l u e a t a p h o t o d i o d e c u r r e n t = i n u m = 1 0 0 n a 1 1 0 n a m a x i m u m v a l u e a t i n u m = 1 m a ( r s 1 0 0 ) , r m n t r = 1 0 r s ( r s = p h o t o d i o d e s e r i e s r e s i s t a n c e ) 1 0 . 5 1 1 1 1 . 5 m a i m o n c o m p l i a n c e 0 3 . 0 v a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 4 o f 3 2 p a r a m e t e r t e s t c o n d i t i o n s / c o m m e n t s m i n t y p m a x u n i t p o w e r s u p p l y v p o s , v n e g v p o s 4 . 5 5 . 0 5 . 5 v q u i e s c e n t c u r r e n t i n u m = i d e n = 1 0 a ; v p o s = 5 v , v n e g = 0 v 1 3 . 5 1 6 m a 4 . 5 v v p o s 5 . 5 v 1 0 1 7 m a v n e g 6 n o m i n a l 0 v f o r s i n g l e s u p p l y 0 ? 5 v q u i e s c e n t c u r r e n t i n u m = i d e n = 1 0 a ; v p o s = 5 v , v n e g = 0 v ? 8 . 5 ? 7 . 3 m a v n e g = ? 5 v ? 1 0 . 5 ? 6 m a 1 s l o p e i s o f t h e s a m e m a g n i t u d e b u t o p p o s i t e s i g n f o r i n p u t a p p l i e d t o i d e n . 2 i z = i r e f / 1 0 ( v o f s / v y ) . n o t e t h a t t h e e r r o r o f i z i s d e p e n d e n t o n t h r e e p a r a m e t e r s , i r e f , v o f s , a n d v y . a l l t h r e e o f t h o s e a r e t r i m m e d . 3 o u t p u t n o i s e a n d s m a l l s i g n a l b a n d w i d t h a r e f u n c t i o n s o f i n p u t c u r r e n t ; m e a s u r e d f r o m t h e i n u m i n p u t t o t h e v l o g o u t p u t . s e e t h e s e c t i o n . t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s 4 h i g h - t o - l o w c u r r e n t s ( f a l l i n g e d g e ) r e p r e s e n t t h e w o r s t - c a s e s e t t l i n g c o n d i t i o n . l o w - t o - h i g h c u r r e n t s ( r i s i n g e d g e ) s e t t l i n g t i m e s a r e ~ 2 f a s t e r t h a n t h e f a l l i n g e d g e s e t t l i n g . s e t t l i n g t i m e i s m e a s u r e d t o 1 d b e r r o r ( 1 0 m v / d b ; v l o g s e t t l e s t o w i t h i n 1 0 m v o f t h e f i n a l v a l u e ) . 5 i r e f a p p l i e d t o i d e n t o g e t h e r w i t h 1 p 5 v d e t e r m i n e s t h e l o g a r i t h m i c i n t e r c e p t c u r r e n t , i z , a n d t h e r e b y t h e a c c u r a c y o f t h e i n t e r c e p t . 6 u s i n g d u a l - s u p p l y o p e r a t i o n w i t h t h e v s m x , d c b i , a n d i n p s p i n s a t g r o u n d , v n e g n e e d s t o b e i n t h e ? 2 v t o ? 5 v r a n g e f o r p r o p e r d e v i c e f u n c t i o n . d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 5 o f 3 2 a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s t a b l e 2 . p a r a m e t e r r a t i n g v p o s + 6 v v n e g ? 6 v i n p u t c u r r e n t t o i n u m , i d e n 2 0 m a t h e r m a l d a t a , 2 - l a y e r j e d e c b o a r d n o a i r f l o w ( e x p o s e d p a d s o l d e r e d t o p c b ) j a 6 1 . 6 c / w j c 1 . 2 c / w m a x i m u m p o w e r d i s s i p a t i o n ( e x p o s e d p a d s o l d e r e d t o p c b o a r d ) 0 . 6 w m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e 1 2 5 c o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e r a n g e ? 4 0 c t o + 8 5 c s t o r a g e t e m p e r a t u r e r a n g e ? 6 5 c t o + 1 5 0 c l e a d t e m p e r a t u r e ( s o l d e r i n g 6 0 s e c ) 3 0 0 c s t r e s s e s a b o v e t h o s e l i s t e d u n d e r a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s m a y c a u s e p e r m a n e n t d a m a g e t o t h e d e v i c e . t h i s i s a s t r e s s r a t i n g o n l y ; f u n c t i o n a l o p e r a t i o n o f t h e d e v i c e a t t h e s e o r a n y o t h e r c o n d i t i o n s a b o v e t h o s e i n d i c a t e d i n t h e o p e r a t i o n a l s e c t i o n o f t h i s s p e c i f i c a t i o n i s n o t i m p l i e d . e x p o s u r e t o a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g c o n d i t i o n s f o r e x t e n d e d p e r i o d s m a y a f f e c t d e v i c e r e l i a b i l i t y . e s d c a u t i o n a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 6 o f 3 2 p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s n o t e s 1 . n c = n o c o n n e c t . d o n o t c o n n e c t t o t h i s p i n . 2 . c o n n e c t e x p o s e d p a d d l e t o v s m 1 t h r o u g h v s m 4 p i n s t o p r o v i d e l o w l e a k a g e g u a r d . 0 9 4 5 9 - 0 0 2 p i n 1 i n d i c a t o r 1 n c 2 v s m 1 3 v s m 2 4 i n u m 5 i d e n 6 i r e f 7 v s m 3 8 v s m 4 2 4 i n p s 2 3 i n m s 2 2 v l o g 2 1 s c l 1 2 0 s c l 2 1 9 s c l 3 1 8 a c o m 1 7 2 v l t 9 v d e n 1 0 i n d n 1 1 c o m m 1 2 n m f s 1 3 v n e g 1 4 d n f s 1 5 a c o m 1 6 h f c p 3 2 v n u m 3 1 i n n m 3 0 i m o n 2 9 v p o s 2 8 b s d c 2 7 d c b i 2 6 1 p 5 v 2 5 n c a d l 5 3 0 4 t o p v i e w ( n o t t o s c a l e ) f i g u r e 2 . 3 2 - l e a d l f c s p p i n c o n f i g u r a t i o n t a b l e 3 . p i n f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s p i n n o . m n e m o n i c d e s c r i p t i o n 1 , 2 5 n c n o c o n n e c t . d o n o t c o n n e c t t o t h e s e p i n s . 2 , 3 , 7 , 8 v s m 1 t o v s m 4 g u a r d p i n s f o r t h e i n u m a n d i d e n i n p u t s . c o n n e c t t h e s e p i n s t o t h e 1 p 5 v , d c b i , a n d i n p s p i n s f o r d e f a u l t s i n g l e - s u p p l y s e t u p ; c o n n e c t t o g r o u n d i f i n u m ( p h o t o d i o d e b i a s ) i s d e s i r e d t o b e a t g r o u n d ( m u s t h a v e ? 5 v < v n e g < ? 2 v ) . 4 i n u m n u m e r a t o r c u r r e n t i n p u t . 5 i d e n d e n o m i n a t o r c u r r e n t i n p u t . c o n n e c t t o t h e i r e f p i n f o r m o s t a p p l i c a t i o n s . 6 i r e f 1 0 0 n a t r i m m e d r e f e r e n c e c u r r e n t o u t p u t . c o n n e c t t o t h e i d e n p i n f o r m o s t a p p l i c a t i o n s . 9 v d e n v o l t a g e o u t p u t o f d e n o m i n a t o r l o g a m p l i f i e r . c o n n e c t t h i s p i n t o t h e i n d n p i n a n d d e c o u p l e w i t h a n e x t e r n a l 0 . 1 f c a p a c i t o r t o g r o u n d . 1 0 i n d n d e n o m i n a t o r v o l t a g e i n p u t t o t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n c i r c u i t . 1 1 c o m m m a i n g r o u n d . 1 2 n m f s n u m e r a t o r s p e e d b i a s ( n o m i n a l 1 k r e s i s t o r t o v n e g p i n ) . 1 3 v n e g n e g a t i v e s u p p l y . 1 4 d n f s d e n o m i n a t o r s p e e d b i a s ( n o m i n a l 1 k r e s i s t o r t o v n e g p i n ) . 1 5 , 1 8 a c o m a n a l o g c o m m o n , l o w n o i s e r e f e r e n c e g r o u n d . i m p o r t a n t t h a t b o t h p i n s a r e a l w a y s g r o u n d e d . 1 6 h f c p h i g h f r e q u e n c y c o m p e n s a t i o n . 1 7 2 v l t 2 . 0 v r e f e r e n c e o u t p u t . 1 9 s c l 3 7 . 5 k s c a l i n g r e s i s t o r ( s e e f i g u r e 1 ) . d e f a u l t i s n c . 2 0 s c l 2 5 k s c a l i n g r e s i s t o r ( s e e f i g u r e 1 ) . d e f a u l t i s t o c o n n e c t t o t h e i n m s p i n . 2 1 s c l 1 5 k s c a l i n g r e s i s t o r ( s e e f i g u r e 1 ) . d e f a u l t i s t o c o n n e c t t o t h e v l o g p i n . 2 2 v l o g p r i m a r y l o g a r i t h m i c o u t p u t . f o r i n u m = i d e n , t h e v l o g p i n i s a t t h e v o l t a g e a p p l i e d t o t h e i n p s p i n . 2 3 i n m s o u t p u t b u f f e r a m p l i f i e r i n v e r t i n g i n p u t . 2 4 i n p s o u t p u t b u f f e r a m p l i f i e r n o n i n v e r t i n g i n p u t . t h e i n p s , d c b i , a n d v s m 1 t o v s m 4 p i n s m u s t b e t i e d t o g e t h e r . 2 6 1 p 5 v 1 . 5 v r e f e r e n c e o u t p u t . c o n n e c t t o t h e i n p s , d c b i , a n d v s m 1 t o v s m 4 p i n s f o r s i n g l e - s u p p l y o p e r a t i o n . 2 7 d c b i ~ 1 . 3 m a b i a s c u r r e n t . c o n n e c t t h i s p i n t o t h e v s m 1 t o v s m 4 p i n s . s e e p i n 2 , p i n 3 , p i n 7 , a n d p i n 8 d e s c r i p t i o n . 2 8 b s d c i n t e r n a l b i a s n o d e . d e c o u p l e w i t h a s e r i e s c o n n e c t i o n o f 4 a n d 1 f t o g r o u n d . 2 9 v p o s p o s i t i v e s u p p l y . 3 0 i m o n p h o t o d i o d e m o n i t o r o u t p u t . i m o n = 1 . 1 i n u m . 3 1 i n n m n u m e r a t o r v o l t a g e i n p u t t o t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n c i r c u i t . 3 2 v n u m v o l t a g e o u t p u t o f n u m e r a t o r l o g a m p l i f i e r . c o n n e c t t h i s p i n t o t h e i n n m p i n . f o r t h e f a s t e s t r e s p o n s e , d o n o t a d d a n e x t e r n a l c a p a c i t o r . e p a d p a d e x p o s e d p a d d l e . c o n n e c t t h e e x p o s e d p a d d l e t o t h e v s m 1 t o v s m 4 p i n s t o p r o v i d e l o w l e a k a g e g u a r d . d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 7 o f 3 2 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s v p o s = 5 v , v n e g = 0 v , t a = 2 5 c ; i d e n = i r e f ; v s m 1 t o v s m 4 , 1 p 5 v , d c b i , a n d i n p s t i e d t o g e t h e r ; s c l 1 = v l o g ; s c l 2 = i n m s ; s c l 3 = o p e n ; s c a l e = 2 0 0 m v / d e c ; v l o g o u t p u t l o a d r l > 2 k , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . 0 9 4 5 9 - 0 0 3 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0 0 . 5 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m c u r r e n t ( a ) v l o g o u t p u t ( v ) + 8 5 c + 7 0 c + 2 5 c 0 c ? 4 0 c f i g u r e 3 . v l o g v s . i n u m f o r m u l t i p l e t e m p e r a t u r e s 0 9 4 5 9 - 0 0 4 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0 0 . 5 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i d e n c u r r e n t ( a ) v l o g o u t p u t ( v ) + 8 5 c + 7 0 c + 2 5 c 0 c ? 4 0 c f i g u r e 4 . v l o g v s . i d e n f o r m u l t i p l e t e m p e r a t u r e s ; i n u m = 1 0 0 n a 0 9 4 5 9 - 0 0 5 3 . 0 3 . 5 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0 0 . 5 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m c u r r e n t ( a ) v l o g o u t p u t ( v ) 1 0 0 p a 1 n a 1 0 n a 1 0 0 n a 1 a 1 0 a 1 0 0 a 1 m a f i g u r e 5 . v l o g v s . i n u m f o r m u l t i p l e v a l u e s o f i d e n ( d e c a d e s t e p s f r o m 1 0 0 p a t o 1 m a ) 0 9 4 5 9 - 0 0 6 32 1 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m c u r r e n t ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b + 8 5 c + 7 0 c + 2 5 c 0 c ? 4 0 c f i g u r e 6 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r v s . i n u m f o r m u l t i p l e t e m p e r a t u r e s ; n o r m a l i z e d t o 2 5 c 0 9 4 5 9 - 0 0 7 32 1 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i d e n c u r r e n t ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b + 8 5 c + 7 0 c + 2 5 c 0 c ? 4 0 c f i g u r e 7 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r v s . i d e n f o r m u l t i p l e t e m p e r a t u r e s ; i n u m = 1 0 0 n a ; n o r m a l i z e d t o 2 5 c 0 9 4 5 9 - 0 0 8 32 1 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m c u r r e n t ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b 1 m a 1 0 0 a 1 0 a 1 a 1 0 0 n a 1 0 n a 1 n a 1 0 0 p a f i g u r e 8 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r v s . i n u m f o r m u l t i p l e v a l u e s o f i d e n ( d e c a d e s t e p s f r o m 1 0 0 p a t o 1 m a ) a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 8 o f 3 2 0 9 4 5 9 - 0 0 9 3 . 5 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0 0 . 5 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i d e n c u r r e n t ( a ) v l o g o u t p u t ( v ) 1 m a 1 0 0 a 1 0 a 1 a 1 0 0 n a 1 0 n a 1 n a 1 0 0 p a f i g u r e 9 . v l o g v s . i d e n f o r m u l t i p l e v a l u e s o f i n u m ( d e c a d e s t e p s f r o m 1 0 0 p a t o 1 m a ) 0 9 4 5 9 - 0 6 5 3 . 0 2 . 0 1 . 0 0 ? 1 . 0 ? 2 . 0 2 . 5 1 . 5 0 . 5 ? 0 . 5 ? 1 . 5 ? 2 . 5 ? 3 . 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b + 3 1 ? 3 1 f i g u r e 1 0 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r d i s t r i b u t i o n v s . i n u m ( 3 e i t h e r s i d e o f m e a n ) 0 9 4 5 9 - 0 1 1 3 . 0 2 . 0 1 . 0 0 ? 1 . 0 ? 2 . 0 2 . 5 1 . 5 0 . 5 ? 0 . 5 ? 1 . 5 ? 2 . 5 ? 3 . 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b 3 1 7 0 c 3 1 0 c f i g u r e 1 1 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r d i s t r i b u t i o n v s . i n u m f o r 0 c a n d 7 0 c ( 3 e i t h e r s i d e o f m e a n ) 0 9 4 5 9 - 0 1 0 32 1 0 ? 1 ? 2 ? 3 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i d e n c u r r e n t ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b 1 m a 1 0 0 a 1 0 a 1 a 1 0 0 n a 1 0 n a 1 n a 1 0 0 p a f i g u r e 1 2 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r v s . i d e n f o r m u l t i p l e v a l u e s o f i n u m ( d e c a d e s t e p s f r o m 1 0 0 p a t o 1 m a ) 0 9 4 5 9 - 0 1 3 3 . 0 2 . 0 1 . 0 0 ? 1 . 0 ? 2 . 0 2 . 5 1 . 5 0 . 5 ? 0 . 5 ? 1 . 5 ? 2 . 5 ? 3 . 0 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m ( a ) e r r o r ( d b ) ; 1 0 m v / d b 3 1 + 8 5 c 3 1 ? 4 0 c f i g u r e 1 3 . l a w c o n f o r m a n c e e r r o r d i s t r i b u t i o n v s . i n u m f o r ? 4 0 c a n d + 8 5 c ( 3 e i t h e r s i d e o f m e a n ) 0 9 4 5 9 - 0 1 4 5 ? 5 ? 4 ? 3 ? 2 ? 1 0 1 2 3 4 ? 4 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 ? 2 0 t e m p e r a t u r e ( c ) i n p u t o f f s e t ( m v ) + 3 1 ? 3 1 f i g u r e 1 4 . ( v i n u m ? v s u m ) v s . i n u m f o r m u l t i p l e t e m p e r a t u r e s d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 9 o f 3 2 0 9 4 5 9 - 0 1 5 1 0 3 1 0 2 1 0 1 1 0 0 9 9 9 8 9 7 9 6 ? 4 0 ? 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 t e m p e r a t u r e ( c ) i r e f c u r r e n t ( n a ) t y p i c a l + 3 1 ? 3 1 f i g u r e 1 5 . i r e f c u r r e n t v s . t e m p e r a t u r e 0 9 4 5 9 - 0 1 6 54 3 2 1 0 ? 1 ? 2 ? 3 ? 4 ? 5 ? 4 0 ? 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 t e m p e r a t u r e ( c ) 1 p 5 v d r i f t ( m v ) + 3 1 ? 3 1 f i g u r e 1 6 . 1 p 5 v d r i f t v s . t e m p e r a t u r e 0 9 4 5 9 - 0 1 7 1 . 5 1 5 1 . 5 1 0 1 . 5 0 5 1 . 5 0 0 1 . 4 9 5 1 . 4 9 0 ? 5 ? 4 ? 3 ? 2 ? 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 l o a d c u r r e n t ( m a ) r e f e r e n c e v o l t a g e ( v ) f i g u r e 1 7 . 1 p 5 v v s . i l o a d ( p o s i t i v e c u r r e n t d e f i n e d i n t o 1 p 5 v p i n ) 0 9 4 5 9 - 0 1 8 i m o n c u r r e n t ( m a ) c o u n t 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 1 . 0 0 1 . 0 5 1 . 1 0 1 . 1 5 1 . 2 0 f i g u r e 1 8 . i m o n h i s t o g r a m a t i n u m = 1 m a 0 9 4 5 9 - 0 1 9 54 3 2 1 0 ? 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( v n u m ? v s u m ) h i s t o g r a m a t 2 5 c 0 9 4 5 9 - 1 3 2 1 p 5 v v o l t a g e ( v ) c o u n t 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 1 . 4 9 6 1 . 4 9 8 1 . 5 0 0 1 . 5 0 2 1 . 5 0 4 f i g u r e 3 2 . 1 p 5 v h i s t o g r a m a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 1 2 o f 3 2 0 9 4 5 9 - 1 3 3 2 v l t v o l t a g e ( v ) c o u n t 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0 2 5 0 1 . 9 9 6 1 . 9 9 8 2 . 0 0 0 2 . 0 0 2 2 . 0 0 4 f i g u r e 3 3 . 2 v l t h i s t o g r a m 0 9 4 5 9 - 1 3 4 i n u m s l o p e ( m v / d e c ) c o u n t 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0 2 5 0 1 9 5 . 0 1 9 7 . 5 2 0 0 . 0 2 0 2 . 5 2 0 5 . 0 f i g u r e 3 4 . d i s t r i b u t i o n o f l o g a r i t h m i c s l o p e ( n o m i n a l l y 2 0 0 m v / d e c ) 0 9 4 5 9 - 1 3 5 i r e f c u r r e n t ( n a ) c o u n t 0 1 4 0 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 9 5 . 0 1 0 5 . 0 9 7 . 5 1 0 0 . 0 1 0 2 . 5 f i g u r e 3 5 . d i s t r i b u t i o n o f i r e f ( n o m i n a l l y 1 0 0 n a ) 0 9 4 5 9 - 1 3 6 v o f f s e t ( v ) c o u n t 0 1 8 0 1 6 0 1 4 0 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 1 . 4 9 5 1 . 5 0 5 1 . 4 9 8 1 . 5 0 0 1 . 5 0 3 f i g u r e 3 6 . d i s t r i b u t i o n o f v l o g f o r i n u m = i d e n = 1 0 0 n a ( n o m i n a l l y 1 . 5 0 0 v ) 0 9 4 5 9 - 1 3 7 t e m p e r a t u r e ( c ) s u p p l y c u r r e n t ( m a ) ? 1 5 2 0 1 5 1 0 20 ? 5 ? 1 0 ? 4 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 ? 2 0 v p o s s i n g l e s u p p l y v n e g s i n g l e s u p p l y v p o s d u a l s u p p l y v n e g d u a l s u p p l y f i g u r e 3 7 . s u p p l y c u r r e n t v s . t e m p e r a t u r e ( | v p o s | , | v v n e g | ) d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 1 3 o f 3 2 t e s t c i r c u i t s 0 9 4 5 9 - 0 3 8 v s u m v p o s v n e g 1 p 5 v 2 v l t a g i l e n t 3 4 9 7 0 a d a t a a c q u i s i t i o n u n i t a d l 5 3 0 4 2 3 0 3 4 5 6 8 7 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 1 . 5 v 1 . 5 v 3 2 3 1 2 6 9 i m o n v n u m i n n m v d e n h f c p c o m m n m f s v n e g d n f s v n e g i n d n 1 p 5 v 2 v l t d c b i b s d c v s m 1 v s m 2 v s m 3 i r e f i d e n i n u m v s m 4 1 0 1 1 2 7 2 9 2 8 1 0 0 n a 1 . 5 v 1 7 2 4 2 v b i a s a n d v r e f 1 2 1 3 1 4 a c o m 1 5 1 6 i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 5 k ? 1 k ? 1 k ? 7 . 5 k ? 2 1 2 0 1 9 1 8 s c l 1 s c l 2 s c l 3 a c o m v p o s v n u m v d e n i l o g k e i t h l e y 2 3 6 s m u s o u r c e c u r r e n t m e a s u r e v o l t a g e k e i t h l e y 2 3 6 s m u s o u r c e c u r r e n t m e a s u r e v o l t a g e 0 . 1 f 0 . 1 f f i g u r e 3 8 . s e t u p f o r m e a s u r i n g l o g a r i t h m i c / s l o p e / o f f s e t c o n f o r m a n c e h p 3 5 7 7 b n e t w o r k a n a l y z e r o u t p u t i n p u t r i n p u t a 0 9 4 5 9 - 0 3 9 a d l 5 3 0 4 2 3 0 3 4 5 6 8 7 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 1 . 5 v 1 . 5 v 3 2 3 1 2 6 9 i m o n v n u m i n n m v d e n h f c p c o m m n m f s v n e g d n f s v n e g i n d n 1 p 5 v 2 v l t d c b i b s d c v s m 1 v s m 2 v s m 3 i r e f i d e n i n u m v s m 4 1 0 1 1 2 7 2 9 2 8 1 0 0 n a 1 . 5 v 1 7 2 4 2 v b i a s a n d v r e f 1 2 1 3 1 4 a c o m 1 5 1 6 i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 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? 1 ? u 1 0 l o g ( 3 ) w h e n t h e p h o t o d i o d e c u r r e n t i n p u t t o t h e a d l 5 3 0 4 i s d i v i d e d b y t h e r e s p o n s i v i t y , t h e l o g s l o p e d i r e c t l y r e p r e s e n t s t h e c h a n g e i n i n p u t o p t i c a l p o w e r , p o p t . f o r t h e d e f a u l t s i n g l e - s u p p l y s e t u p , a s s h o w n i n f i g u r e 1 , v y = 0 . 2 v / d e c a d e a n d v o f s = 1 . 5 v ( d e r i v e d f r o m t h e 1 p 5 v p i n ) , a n d i d e n i s s u p p l i e d b y t h e o n - c h i p t r i m m e d i r e f = 1 0 0 n a . d a r k c u r r e n t a l l r e v e r s e - b i a s e d d i o d e s d e v e l o p a c u r r e n t d u e t o t h e r a n d o m g e n e r a t i o n o f e l e c t r o n s / h o l e s i n t h e d e p l e t i o n r e g i o n . i n p h o t o - d i o d e s , t h i s c u r r e n t o c c u r s w i t h n o i n c i d e n t l i g h t f a l l i n g o n t h e d i o d e a n d i s c a l l e d t h e d a r k c u r r e n t , i d k . d a r k c u r r e n t l i m i t s t h e m i n i m u m s i g n a l t h a t c a n b e r e l i a b l y d e t e c t e d . f o r h i g h s p e e d i n g a a s p i n p h o t o d i o d e s , t h e i d k i s t y p i c a l l y a r o u n d 5 n a . f o r a p h o t o d i o d e w i t h a r e s p o n s i v i t y o f 1 a / w , a 5 n a i d k l i m i t s m i n i m u m m e a s u r e a b l e o p t i c a l p o w e r t o ? 5 3 d b m . t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n i z a n d v o f s i s a s f o l l o w s : ? 1 ? ? ? 1 ? ? ? 1 ? 0 . 2 v / d e c 1 . 5 v 1 0 n a 1 0 0 1 0 1 0 5 1 y v p y o f s v v r e f v v d e n z i i i ( 4 ) l o g a r i t h m i c f u n c t i o n t h e l o g a r i t h m i c f u n c t i o n i s ? ? 1 ? u z n u m y l o g i i v v 1 0 l o g ( 2 ) b e c a u s e i r e f a n d v y a r e t r i m m e d f o r t h e d e f a u l t s e t u p w i t h v o f s = 1 . 5 0 0 v , i z s h o u l d a l s o b e a s t a b l e q u a n t i t y ; h o w e v e r , b e c a u s e i t i s a c a l c u l a t e d v a l u e d e t e r m i n e d b y t h e i r e f , v 1 p 5 v , a n d v y p a r a m e t e r s , i t s d i s t r i b u t i o n i s t h e c o m b i n a t i o n o f t h e t h r e e p a r a m e t e r s a n d w i d e r t h a n t h e o r i g i n a l p a r a m e t e r s . t h e i d e a l s i n g l e - a n d d u a l - s u p p l y a d l 5 3 0 4 r e s p o n s e s a r e s h o w n i n f i g u r e 4 4 . 2 . 6 2 . 4 2 . 2 2 . 0 1 . 8 1 . 6 1 . 4 1 . 2 1 . 0 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 2 0 ? 0 . 2 ? 0 . 4 ? 0 . 6 ? 1 . 0 ? 0 . 8 v l o g o u t p u t v o l t a g e ( v ) 1 p 1 0 p 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m i n u m i n p u t c u r r e n t ( a ) 0 9 4 5 9 - 0 5 4 i n u m = i d e n s i n g l e s u p p l y v s u m = 1 . 5 v d u a l s u p p l y v s u m = 0 v 2 0 0 m v / d e c 2 0 0 m v / d e c i n u m = i d e n l o g a r i t h m i c s l o p e l o g a r i t h m i c s l o p e i s t h e c h a n g e i n o u t p u t v o l t a g e ( v l o g ) f o r a g i v e n c h a n g e i n i n p u t c u r r e n t u s u a l l y s h o w n a s a s e m i - l o g g r a p h w h e r e o n e i n p u t c u r r e n t ( i n u m o r i d e n ) i s p l o t t e d o n a l o g s c a l e , a n d t h e o u t p u t v o l t a g e ( v l o g ) i s p l o t t e d o n a l i n e a r s c a l e . t h e o t h e r i n p u t c u r r e n t i s f i x e d . t y p i c a l l y , s l o p e i s d e n o t e d a s v y w i t h u n i t s o f m v / d e c a d e o r m v / d b . f o r t h e a d l 5 3 0 4 , i n t h e d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n , v y = 2 0 0 m v / d e c a d e ( 1 0 m v / d b ) . l o g a r i t h m i c i n t e r c e p t l o g a r i t h m i c i n t e r c e p t , i z , i s a n e x t r a p o l a t e d v a l u e r e p r e s e n t i n g t h e i n p u t c u r r e n t w h e r e v l o g = 0 v . i n s i n g l e - s u p p l y o p e r a t i o n ( t h e v s m x p i n s = d c b i = i n p s = 1 p 5 v ) , v l o g i s a l w a y s p o s i t i v e , a n d w h e n t h e a d l 5 3 0 4 i s o p e r a t i n g i n t h e d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n o f i d e n = i r e f = 1 0 0 n a , t h e l o g a r i t h m i c i n t e r c e p t o c c u r s a t i n u m = 3 . 1 6 2 f a . f i g u r e 4 4 . i d e a l t r a n s f e r f u n c t i o n d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 1 7 o f 3 2 t h e o r y o f o p e r a t i o n b a s i c c o n c e p t s t h e a d l 5 3 0 4 e x p l o i t s t h e l o g a r i t h m i c r e l a t i o n s h i p b e t w e e n b a s e e m i t t e r v o l t a g e , v b e , a n d t h e c o l l e c t o r c u r r e n t , i c , o f a b i p o l a r j u n c t i o n t r a n s i s t o r ( s e e e q u a t i o n 5 ) . t h i s i s t h e f u n d a m e n t a l b a s i s o f t h e e x t e n d e d c l a s s o f t r a n s l i n e a r c i r c u i t s . a l o g a m p b a s e d o n t h i s u n i q u e p r o p e r t y o f t h e b i p o l a r t r a n s i s t o r i s c a l l e d a t r a n s l i n e a r l o g a m p t o d i s t i n g u i s h i t f r o m l o g a m p s d e s i g n e d f o r r f a p p l i c a t i o n s , w h i c h u s e d i f f e r e n t p r i n c i p l e s w h i l e h a v i n g s i m i l a r o b j e c t i v e s . v b e = v t l o g ( i c / i s ) ( 5 ) t w o s c a l i n g q u a n t i t i e s a p p e a r i n e q u a t i o n 5 : t h e t h e r m a l v o l t a g e , v t = k t / q , a n d t h e s a t u r a t i o n c u r r e n t , i s . t h e t h e r m a l v o l t a g e i s o f c r u c i a l i m p o r t a n c e i n d e t e r m i n i n g t h e l o g a r i t h m i c s l o p e i n a t r a n s l i n e a r l o g a m p . v t h a s a p r o c e s s i n v a r i a n t v a l u e o f 2 5 . 6 9 m v a t t = 2 5 c a n d v a r i e s i n p r o p o r t i o n t o t h e a b s o l u t e t e m p e r a t u r e ( p t a t ) . s a t u r a t i o n c u r r e n t , u n l i k e v t , i s a p r o c e s s a n d d e v i c e d e p e n d e n t p a r a m e t e r . s a t u r a t i o n c u r r e n t i s t y p i c a l l y a p p r o x i m a t e l y 1 0 ? 1 6 a a t 2 5 c , b u t e x h i b i t s e n o r m o u s v a r i a t i o n o v e r t e m p e r a t u r e , b y a f a c t o r o f m o r e t h a n a b i l l i o n . t h e t e m p e r a t u r e d e p e n d e n c e o f s a t u r a t i o n c u r r e n t i s c o m p e n s a t e d i n t h e a d l 5 3 0 4 b y u s i n g a s e c o n d r e f e r e n c e t r a n s i s t o r , h a v i n g a n i d e n t i c a l v a r i a t i o n , t o s t a b i l i z e t h e i n t e r c e p t b y u s i n g t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e t w o v b e s . i n p u t c u r r e n t s , i n u m a n d i d e n , a r e t h e n u m e r a t o r a n d d e n o m i n a t o r o f t h e l o g a r i t h m i c a r g u m e n t t h a t f o l l o w s : v b e = v t l o g ( i n u m / i d e n ) ( 6 ) i n l o g r a t i o a p p l i c a t i o n s , b o t h i n u m a n d i d e n m a y e a c h v a r y o v e r t h e f u l l s p e c i f i e d r a n g e o f 1 p a t o 1 0 m a . h o w e v e r , i n d e f a u l t o p e r a t i o n , i d e n t a k e s t h e i n t e r n a l l y p r e s e t c u r r e n t o f i r e f = 1 0 0 n a . e q u a t i o n 6 s h o w s t h a t t h e v b e i s s t i l l p t a t , b u t t h e r e q u i r e d l o g a r i t h m i c s l o p e m u s t b e t e m p e r a t u r e s t a b l e ; t h e r e f o r e , t h i s i s c o r r e c t e d u s i n g p r o p r i e t a r y c i r c u i t t e c h n i q u e s . u s i n g t h i s c o r r e c t i o n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a p h o t o d i o d e c u r r e n t , i p d , a p p l i e d t o i n u m , a n d t h e v o l t a g e a p p e a r i n g a t t h e o u t p u t a t v l o g i s v l o g = v y l o g 1 0 ( i p d / i z ) ( 7 ) w h e r e : v y i s t h e l o g s l o p e v o l t a g e ( a n d , f o r t h e c a s e o f b a s e - 1 0 l o g a r i t h m s , i t i s a l s o t h e v o l t s p e r d e c a d e ) . i z i s t h e e x t r a p o l a t e d l o g i n t e r c e p t . t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n v y a n d v b e i s a f a c t o r c l o s e t o 3 . 3 3 3 i n t h e d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n f r o m ( v n u m ? v d e n ) t o t h e o u t p u t o f v l o g . b e c a u s e a d e c a d e c h a n g e i n t h e i n p u t c u r r e n t r a t i o r e s u l t s i n c l o s e t o a 6 0 m v / d e c a d e c h a n g e i n v b e ; m u l t i p l y i n g t h i s b y 3 . 3 3 3 r e s u l t s i n 0 . 2 v / d e c a d e . d u r i n g f a b r i c a t i o n , v y i s t r i m m e d t o 0 . 2 v / d e c a d e ( 1 0 m v / d b ) , i r e f t o 1 0 0 n a , v o f s t o 1 . 5 0 0 v , a n d i z t o 3 . 1 6 2 f a . w h e n i p d = 1 p a , t h e o u t p u t v l o g h a s a v a l u e o f 0 . 5 v ( s e e f i g u r e 4 4 ) . i z i s s m a l l b e c a u s e v l o g i s a l w a y s a b o v e g r o u n d p o t e n t i a l e v e n a t t h e l o w e s t e n d o f t h e d y n a m i c r a n g e , w h e n u s i n g v o f s = 1 . 5 0 0 v . i f a n e g a t i v e s u p p l y i s u s e d , t h i s v o l t a g e c a n c r o s s z e r o a t t h e i n t e r c e p t v a l u e . t h e o u t p u t f o r t h e v a l u e o f i p d c a n b e c a l c u l a t e d u s i n g e q u a t i o n 8 . f o r e x a m p l e , w i t h a n i n p u t c u r r e n t o f 1 0 0 n a , v l o g = 0 . 2 v l o g 1 0 ( 1 0 0 n a / 3 . 1 6 2 f a ) = 1 . 5 0 0 v ( 8 ) t h e s l o p e a n d i n t e r c e p t c a n b e a d j u s t e d t o s u i t t h e a p p l i c a t i o n , t o e i t h e r h i g h e r o r l o w e r v a l u e s , w i t h o u t s i g n i f i c a n t l o s s o f c a l i b r a t i o n a c c u r a c y . o p t i c a l m e a s u r e m e n t s i t i s i m p o r t a n t t o u n d e r s t a n d t h e t r a n s d u c e r a s p e c t s o f a p h o t o - d i o d e w h e n i n t e r p r e t i n g t h e p h o t o d i o d e c u r r e n t r e l a t i v e t o t h e i n c i d e n t o p t i c a l p o w e r . i n p u r e l y e l e c t r i c a l c i r c u i t s , c u r r e n t a p p l i e d t o a r e s i s t i v e l o a d r e s u l t s i n a p o w e r p r o p o r t i o n a l t o t h e s q u a r e o f t h e c u r r e n t . f o r a p h o t o d i o d e i n t e r f a c e , h o w e v e r , t h e r e i s a d i f f e r e n c e i n s c a l i n g b e c a u s e p h o t o n - g e n e r a t e d p h o t o d i o d e c u r r e n t ( i p d ) f l o w s i n a n e l e m e n t b i a s e d a t a f i x e d v o l t a g e . i p d i s e q u a l t o t h e o p t i c a l p o w e r ( p o p t ) a b s o r b e d i n t h e d e t e c t o r t i m e s t h e r e s p o n s i v i t y o f t h e p h o t o d i o d e ( ) . i p d = p o p t ( 9 ) a s i m i l a r r e l a t i o n s h i p e x i s t s b e t w e e n t h e i n t e r c e p t c u r r e n t , i z , a n d e f f e c t i v e i n t e r c e p t p o w e r , p z . i z = p z ( 1 0 ) t h e r e f o r e , t h e v o u t e q u a t i o n f o r t h e a d l 5 3 0 4 m a y b e w r i t t e n a s v l o g = v y l o g 1 0 ( p o p t / p z ) ( 1 1 ) f o r t h e a d l 5 3 0 4 o p e r a t i n g i n i t s d e f a u l t m o d e , a n i z o f 3 . 1 6 2 f a c o r r e s p o n d s t o a p z o f 3 . 9 5 f w f o r a d i o d e h a v i n g a r e s p o n s i v i t y o f 0 . 8 a / w . a n o p t i c a l p o w e r o f 1 2 . 5 w t h e r e f o r e g e n e r a t e s v l o g = 0 . 2 v l o g 1 0 ( 1 2 . 5 w / 3 . 9 5 f w ) = 1 . 9 0 0 v ( 1 2 ) i n o p t i c a l a p p l i c a t i o n s , t h e i n t e r p r e t a t i o n o f v l o g i s a s a n e q u i v a l e n t o p t i c a l p o w e r ; t h e r e f o r e , t h e s l o p e f o r c a l c u l a t i o n p u r p o s e s r e m a i n s 1 0 m v / d b ( f o r e i t h e r c u r r e n t o r p o w e r ) . a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 1 8 o f 3 2 d e c i b e l s c a l i n g w h e n s i g n a l p o w e r i s e x p r e s s e d i n d e c i b e l s a b o v e a r e f e r e n c e l e v e l ( f o r e x a m p l e , d b m , w h e n t h e r e f e r e n c e i s 1 m w ) , l o g a r i t h m i c c o n v e r s i o n h a s a l r e a d y b e e n i m p l i c i t l y p e r f o r m e d . t h e r e f o r e , t h e l o g r a t i o i n t h e p r e v i o u s e x p r e s s i o n s b e c o m e s a s i m p l e d i f f e r e n c e . b e c a r e f u l i n a s s i g n i n g v a r i a b l e n a m e s , b e c a u s e p i s o f t e n u s e d t o d e n o t e a c t u a l p o w e r a s w e l l a s t h i s s a m e p o w e r e x p r e s s e d i n d e c i b e l s . t h e s e a r e v e r y d i f f e r e n t q u a n t i t i e s . m i s u n d e r s t a n d i n g s c a n b e a v o i d e d b y u s i n g d t o d e n o t e d e c i b e l p o w e r s . w h e n v y ( t h e v o l t s / d e c a d e ) i s c o n v e r t e d t o i t s d e c i b e l v a l u e , = v y / 1 0 ( b e c a u s e t h e r e a r e 1 0 d b p e r d e c a d e i n t h e c o n t e x t o f a p o w e r m e a s u r e m e n t ) , i t c a n b e w r i t t e n c y v v l o g = 2 0 m v ( d o p t ? d z ) ( 1 3 ) w h e r e : d o p t i s t h e o p t i c a l p o w e r e x p r e s s e d i n d e c i b e l s a b o v e a r e f e r e n c e l e v e l . d z d e n o t e s t h e e q u i v a l e n t i n t e r c e p t p o w e r r e l a t i v e t o t h e s a m e l e v e l . u s i n g t h e p r e v i o u s e x a m p l e a n d a s s u m i n g a r e f e r e n c e p o w e r o f 1 m w , a p o p t o f 1 2 . 5 w c o r r e s p o n d s t o a d o p t o f 1 0 l o g 1 0 ( 1 2 . 5 w / 1 m w ) = ? 1 9 . 0 3 d b m ; t h e e q u i v a l e n t i n t e r c e p t p o w e r o f 3 . 9 5 f w c o r r e s p o n d s t o a d z o f ? 1 1 4 . 0 3 d b m . t h e r e f o r e , v l o g = 2 0 m v ^ ? 1 9 . 0 3 ? ( ? 1 1 4 . 0 3 ) ` = 1 . 9 0 0 v ( 1 4 ) t h e s a m e r e s u l t c a l c u l a t e d w i t h e q u a t i o n 1 2 . c i r c u i t d e s c r i p t i o n t h e a d l 5 3 0 4 a d d r e s s e s a w i d e v a r i e t y o f i n t e r f a c i n g c o n d i t i o n s t o m e e t t h e n e e d s o f f i b e r o p t i c s u p e r v i s o r y s y s t e m s , a s w e l l a s m a n y n o n o p t i c a l a p p l i c a t i o n s . t h i s s e c t i o n e x p l a i n s t h e g e n e r a l s t r u c t u r e o f t h i s l o g a m p . t h e a d l 5 3 0 4 i s a n o r d e r o f m a g n i t u d e f a s t e r t h a n a n y p r e v i o u s l o g a m p t h a t a n a l o g d e v i c e s , i n c . , h a s m a d e , t h r o u g h c a r e f u l f e t a m p d e s i g n ; t h e k e y l i m i t a t i o n i n t h e s p e e d a t l o w c u r r e n t s . f i g u r e 4 5 i s a s i m p l i f i e d s c h e m a t i c o f t h e f r o n t - e n d s e c t i o n o f t h e a d l 5 3 0 4 . t h e n u m e r a t o r c u r r e n t , i n u m , i s r e c e i v e d a t t h e i n u m p i n . t h e v o l t a g e a t t h i s n o d e i s e q u a l t o t h a t o n t h e t w o a d j a c e n t g u a r d p i n s , v s m 2 a n d i d e n , d i f f e r i n g o n l y b y t h e o f f s e t v o l t a g e o f t h e j f e t o p a m p t h a t s u p p o r t s t h e o p e r a t i o n o f t h e t r a n s l i n e a r d e v i c e q 1 t h a t c o n v e r t s t h e i n u m c u r r e n t t o a l o g a r i t h m i c v o l t a g e . v s m 2 i s n e e d e d t o p r o v i d e t h e c o l l e c t o r - e m i t t e r b i a s f o r q 1 , a n d i t i s p r e s e t t o 1 . 5 v v i a t h e e x t e r n a l c o n n e c t i o n t o p i n 1 p 5 v . 0 9 4 5 9 - 0 5 5 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) 2 3 4 5 6 8 7 3 0 3 1 2 6 v s m 1 v s m 2 r m n t r 3 2 v s m 4 v s m 3 i r e f i d e n i n u m 1 0 0 n a q 2 q 1 q 3 1 . 5 v 1 . 5 v 1 0 9 v d e n i n d n v n u m i m o n i n n m 1 p 5 v 1 . 5 v v r e f t e m p c o m p v n u m i l o g v d e n s h i e l d s h i e l d p d f i g u r e 4 5 . s i m p l i f i e d f r o n t - e n d s c h e m a t i c i n c o n v e n t i o n a l t r a n s l i n e a r l o g a m p s , t h e c o l l e c t o r a n d b a s e o f q 1 a r e b o t h h e l d a t g r o u n d p o t e n t i a l , t h i s i s n o t p o s s i b l e i n a s i n g l e - s u p p l y p a r t . a s e c o n d t r a n s i s t o r , q 2 , o p e r a t e s a t a c o l l e c t o r c u r r e n t o f i d e n . i n m o s t a p p l i c a t i o n s , t h i s i s t h e r e f e r e n c e o f i r e f = 1 0 0 n a , s u p p l i e d i n t e r n a l l y a n d l a s e r t r i m m e d . t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e t w o v b e s w i t h q 1 a c c e p t i n g a p h o t o d i o d e c u r r e n t o f i n u m = i p d i s v b e 1 ? v b e 2 = v t l o g 1 0 ( i p d / i r e f ) ( 1 5 ) b y a d d i n g a n a c c u r a t e p t a t v o l t a g e o f m a g n i t u d e , v o f s = v t l o g 1 0 ( i r e f / i z ) = 1 . 5 0 0 v ( 1 6 ) r e s u l t i n g i n v b e 1 ? v b e 2 + v o f s = v t [ l o g 1 0 ( i p d / i r e f ) + l o g 1 0 ( i r e f / i z ) ] = ( k t / q ) l o g 1 0 ( i p d / i z ) ( 1 7 ) t h e t e m p e r a t u r e v a r i a t i o n o f k t / q i s t h e n e l i m i n a t e d b y a n a n a l o g d i v i d e r t h a t e s s e n t i a l l y p u t s a v a r i a b l e p r o p o r t i o n a l t o t e m p e r a t u r e u n d e r n e a t h t h e t i n e q u a t i o n 1 7 a n d r a i s i n g t h e m a g n i t u d e o f k t / q t o a s t a b l e v a l u e o f 0 . 2 v . t h e r e f o r e , f o r p h o t o d i o d e a p p l i c a t i o n s , v l o g = 0 . 2 v l o g 1 0 ( i p d / i z ) ( 1 8 ) w h e n t h e v s m 1 t o v s m 4 , d c b i , a n d i n p s p i n s a r e t i e d t o g r o u n d a n d v n e g < ? 2 v , t h e o f f s e t ( v o f s ) i s r e m o v e d , l e a v i n g t h e m o r e g e n e r a l f o r m . v l o g = 0 . 2 v l o g 1 0 ( i n u m / i d e n ) ( 1 9 ) d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 1 9 o f 3 2 b a n d w i d t h v s . c u r r e n t a s s u m i n g a 2 0 k h z n e t s y s t e m b a n d w i d t h a t t h i s c u r r e n t , t h e i n t e g r a t e d n o i s e v o l t a g e i s 7 0 v r m s . t h e t h e o r e t i c a l n o i s e o f v b e v s . i c i s s h o w n i n f i g u r e 4 6 . h o w e v e r , t h e l o g s c a l i n g o f t h e v b e i s ~ 3 m v / d b , a n d i n t h e a d l 5 3 0 4 , t h i s i s i n c r e a s e d t o a s l o p e o f 1 0 m v / d b a t t h e v l o g p i n . t h e r e f o r e , t h e n o i s e a t v l o g , p r e d i c t e d b y e q u a t i o n 2 2 , i s m u l t i p l i e d b y a f a c t o r o f 3 . 3 3 . s e c o n d a r y s o u r c e s o f n o i s e , m o s t l y i n t h e a n a l o g d i v i d e r u s e d f o r t e m p e r a t u r e s t a b i l i z a t i o n o f t h e s l o p e a n d t h e i n p u t f e t b u f f e r a m p l i f i e r s , a d d t o t h i s b a s i c n o i s e . t h e m e a s u r e d d a t a a r e s h o w n i n f i g u r e 2 2 . b o t h t h e r e s p o n s e t i m e a n d w i d e b a n d n o i s e o f t r a n s l i n e a r l o g a m p s a r e f u n c t i o n s o f t h e t r a n s i s t o r c o l l e c t o r c u r r e n t , i c , a n d o n l y s l i g h t l y a m e n a b l e t o i m p r o v e m e n t b y c i r c u i t d e s i g n . t h e b a n d w i d t h f a l l s a t l o w v a l u e s o f i c d u e t o t h e e f f e c t s o f j u n c t i o n c a p a c i t a n c e s i n q 1 a n d t h e d e c r e a s e i n t r a n s c o n d u c t a n c e ( g m ) o f a b i p o l a r t r a n s i s t o r , w h i c h i s a l i n e a r f u n c t i o n o f i c , o r i n t h e c a s e o f a p h o t o d i o d e a p p l i c a t i o n , t h e p h o t o c u r r e n t , i p d . t h e c o r r e s p o n d i n g i n c r e m e n t a l e m i t t e r r e s i s t a n c e i s r e = 1 / g m = v t / i p d = k t / q i p d ( 2 0 ) n o t e h o w a t l o w f r e q u e n c i e s t h e n s d f l a t t e n s f o r i n p u t c u r r e n t s l e s s t h a n 1 0 n a , t h i s n o i s e i s l i m i t e d b y t h e r e s i s t o r t h a t m a k e s t h e d c c u r r e n t . a 1 0 m r e s i s t o r w a s u s e d f o r t h e s e t h r e e c u r r e n t s w i t h a d c b i a s v o l t a g e a c r o s s t h e r e s i s t o r o f 1 m v , 1 0 m v , a n d 1 0 0 m v , r e s p e c t i v e l y . a n d b e c o m e s e x t r e m e l y h i g h a t l o w c u r r e n t s ( 2 6 0 m a t i c = 1 0 0 p a ) . t h e r e f o r e , e v e n m i n u t e c a p a c i t a n c e s a s s o c i a t e d w i t h t h e t r a n s i s t o r c a n g e n e r a t e v e r y l o n g t i m e c o n s t a n t s . i f t h e n e t e f f e c t o f t h e s e c a p a c i t a n c e s i s r e p r e s e n t e d l o o s e l y a s c j , t h e c o r r e s p o n d i n g l o w - p a s s c o r n e r f r e q u e n c y i s a 1 0 m r e s i s t o r m a k e s a n o i s e c u r r e n t o f 4 0 . 7 f a / ? h z , w h i c h i s c o n v e r t e d v i a t h e g m o f t h e l o g g i n g t r a n s i s t o r i n t o a n o i s e v o l t a g e . t h i s v o l t a g e a d d s t o t h e n o i s e v o l t a g e o f t h e b i p o l a r t r a n s i s t o r i t s e l f , a s s h o w n i n f i g u r e 4 6 . t h e r e o f t h e t r a n s i s t o r i s 1 / g m a n d e q u a l t o 2 5 . 8 5 m a t i c e q u a l s 1 n a . t o g e t h e r w i t h t h e n o i s e c u r r e n t o f t h e s o u r c e r e s i s t o r , t h i s m a k e s a n o i s e v o l t a g e a t t h e e m i t t e r o f t h e l o g g i n g t r a n s i s t o r ( v n u m ) o f 1 . 0 5 v / ? h z ; t h i s c o n t r a s t s w i t h t h e n o i s e v o l t a g e o f t h e t r a n s i s t o r i t s e l f o f 0 . 4 6 v / ? h z ( ~ 0 . 5 v / ? h z ) . t h e t o t a l c o m b i n e d n o i s e i s ~ 1 . 1 5 v / ? h z . f ? 3 d b = q i p d / 2 k t c j ( 2 1 ) s h o w i n g t h e p r o p o r t i o n a l i t y o f b a n d w i d t h t o c u r r e n t . u s i n g a v a l u e o f 0 . 3 p f f o r c j , t h i s b e c o m e s 2 0 m h z / a . t h e s m a l l s i g n a l b a n d w i d t h a t i p d = 1 0 0 p a i s t h u s o n l y 2 k h z . h o w e v e r , w h e r e a s t h i s s i m p l e m o d e l c a n b e u s e f u l i n m a k i n g t h e b a s i c p o i n t , i t e x c l u d e s m a n y o t h e r e f f e c t s t h a t l i m i t i t s a c c u r a c y . a t h i g h c u r r e n t s , t h e s u b s e q u e n t s i g n a l p r o c e s s i n g l i m i t s t h e m a x i m u m o v e r a l l b a n d w i d t h . n o i s e v s . c u r r e n t t h e e f f e c t o f t h e 1 0 m r e s i s t o r a t 1 0 0 p a o f d c c u r r e n t b e c o m e s e v e n m o r e p r o n o u n c e d b e c a u s e t h e n o i s e a t v n u m d u e t o t h e s o u r c e r e s i s t o r i s 1 0 . 5 v / ? h z , w h e r e a s t h e t r a n s i s t o r o n l y c o n t r i b u t e s 1 . 4 6 v / ? h z f o r a t o t a l o f 1 0 . 6 v / ? h z . f o r a n i d e a l b i p o l a r t r a n s i s t o r , t h e v o l t a g e n o i s e s p e c t r a l d e n s i t y , s n s d , r e f e r r e d t o v b e , a n d c a u s e d b y s h o t - n o i s e m e c h a n i s m s , e v a l u a t e s t o t h e r e f o r e , u n l e s s t h e r e s i s t o r t h a t m a k e s t h e d c c u r r e n t b e c o m e s v e r y l a r g e , i n g e n e r a l , m e a s u r e m e n t a t t h e l o w e r c u r r e n t s i s l i m i t e d b y t h e n o i s e o f t h e s o u r c e r e s i s t o r . t h i s p r o b l e m d o e s n o t e x i s t w h e n u s i n g a p h o t o d i o d e b e c a u s e t h e r e s i s t a n c e o f t h e p h o t o d i o d e i n c r e a s e s a t t h e s a m e r a t e a s t h e l o g g i n g t r a n s i s t o r ( s e e f i g u r e 4 7 ) . s n s d = 1 4 . 6 / i c n v / h z ( t a = 2 7 c ) ( 2 2 ) w h e r e i c i s i n a . f o r e x a m p l e , a t a n i c o f 1 n a , s n s d e v a l u a t e s t o a p p r o x i m a t e l y 0 . 5 v / h z . 1 0 v 1 v 1 0 0 n v 1 0 n v 1 n v 1 0 0 p v 1 0 0 p 1 n 1 0 n 1 0 0 n 1 1 0 1 0 0 1 m 1 0 m n o i s e s p e c t r a l d e n s i t y ( v / h z ) i c ( a ) 0 9 4 5 9 - 0 5 6 n o i s e s p e c t r a l d e n s i t y o f v b e f i g u r e 4 6 . n o i s e s p e c t r a l d e n s i t y o f v b e v s . i c a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 2 0 o f 3 2 0 9 4 5 9 - 0 4 7 r & s f s e a 3 0 s p e c t r u m a n a l y z e r i n p u t c o a x s h i e l d b i a s e d t o v l o g d c l e v e l 2 0 m h z t o 3 . 5 g h z a d l 5 3 0 4 2 3 0 3 4 5 6 8 7 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 1 . 5 v 1 . 5 v 3 2 3 1 2 6 9 i m o n v n u m i n n m v d e n h f c p c o m m n m f s v n e g d n f s v n e g i n d n 1 p 5 v 2 v l t d c b i b s d c v s m 1 v s m 2 v s m 3 i r e f i d e n i n u m v s m 4 1 0 1 1 2 7 2 9 2 8 1 0 0 n a 1 . 5 v 1 7 2 4 2 v b i a s a n d v r e f 1 2 1 3 1 4 a c o m 1 5 1 6 i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 5 k ? 1 k ? 1 k ? 7 . 5 k ? 2 1 2 0 1 9 1 8 s c l 1 s c l 2 s c l 3 a c o m v p o s v n u m v d e n i l o g 0 . 1 f 0 . 1 f s h i e l d b i a s c o a x s h i e l d b r o k e n d u t 5 v 1 0 k ? l i n e a r 1 5 t u r n 4 k ? m e t a l f i l m a d 8 5 9 7 b u f f e r + 9 v b u f f e r ? 9 v 1 m ? l o g c o n d u c t i v e p l a s t i c d u t 5 v s h i e l d e d e n c l o s u r e d u t 5 v b u f f e r + 9 v + 9 v ? b u f f e r ? 9 v ? 9 v + + 9 v ? 7 8 0 5 s h i e l d b i a s 1 k ? l i n e a r 1 5 t u r n f i g u r e 4 7 . s e t u p f o r m e a s u r i n g n o i s e f o r i n u m = 1 0 0 p a , i n u m = 1 n a , a n d i n u m = 1 0 n a f i l t e r i n g t o i m p r o v e n o i s e a n d d y n a m i c b e h a v i o r t h e n o i s e a t t h e o u t p u t o f a l o g a m p , p a r t i c u l a r l y a t l o w c u r r e n t l e v e l s , l e a d s t o u n c e r t a i n t y i n t h e m e a s u r e m e n t . n o i s e a m p l i t u d e i s l i m i t e d b y t h e f i n i t e b a n d w i d t h . i f m e a s u r e m e n t s p e e d i s n o t o f p r i m a r y c o n c e r n , a d d i t i o n a l f i l t e r i n g c a n r e d u c e n o i s e . f i g u r e 4 8 s h o w s t h e r e c o m m e n d e d l o c a t i o n s f o r a d d i t i o n a l e x t e r n a l f i l t e r i n g . n o t e t h e a d l 5 3 0 4 c o n s i s t s o f a c u r r e n t - t o - v o l t a g e ( t r a n s i m p e d a n c e ) c o n v e r s i o n ( i n u m o r i d e n t o v n u m ? v d e n ) , f o l l o w e d b y a v o l t a g e - t o - c u r r e n t c o n v e r s i o n ( v n u m ? v d e n t o i l o g ) , a n d t h e n f o l l o w e d b y a n o t h e r c u r r e n t - t o - v o l t a g e c o n v e r s i o n ( i l o g t o v l o g ) . t y p i c a l l y , c a p a c i t o r s a r e n o t u s e d o n t h e n u m e r a t o r s i d e ( i n u m ) t o k e e p t h e s p e e d o f t h e d e v i c e a s h i g h a s p o s s i b l e . o n t h e d e n o m i n a t o r s i d e ( i d e n ) , a d d i t i o n a l f i l t e r i n g i s u s e f u l t o r e d u c e n o i s e . i n a p p l i c a t i o n s w h e r e i n u m i s u s e d a s t h e r e f e r e n c e t o t h e l o g a r i t h m i c e q u a t i o n a n d i d e n i s a v a r i a b l e , f o r e x a m p l e , w h e r e a r e v e r s e l o g a r i t h m i c s l o p e i s d e s i r e d , f i l t e r i n g c a n b e d o n e o n t h e n u m e r a t o r s i d e ( i n u m ) . 0 9 4 5 9 - 0 5 7 2 3 4 5 6 8 7 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 1 . 5 v 1 . 5 v 3 2 3 1 2 6 9 v n u m i n n m v d e n i n d n 1 p 5 v d c b i v s m 1 v s m 2 v s m 3 i r e f i d e n i n u m v s m 4 c 1 d c 1 n 1 0 2 7 1 0 0 n a 1 . 5 v 2 4 b i a s i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 5 k ? 7 . 5 k ? 2 1 2 0 1 9 1 8 s c l 1 s c l 2 s c l 3 a c o m v n u m v d e n c 2 d c 3 d c 2 n c 3 n c f b r n i l o g r d f i g u r e 4 8 . p o s s i b l e e x t e r n a l f i l t e r i n g l o c a t i o n s d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 2 1 o f 3 2 c a p a c i t o r , c 1 d , e f f e c t i v e l y r e d u c e s t h e b a n d w i d t h o f t h e d e n o m i n a t o r i n p u t s t a g e . a f e w p i c o f a r a d s o f c a p a c i t a n c e ( < 5 p f ) r e d u c e t h e b a n d w i d t h s i g n i f i c a n t l y f o r c u r r e n t s b e l o w a p p r o x i m a t e l y 1 a , t h o u g h w h e r e a s 1 n f t o 1 0 n f a r e n o r m a l l y e n o u g h t o r e d u c e t h e b a n d w i d t h u p t o t h e m a x i m u m 1 0 m a o f i n p u t c u r r e n t . w h e n m e a s u r e m e n t s p e e d i s o f p r i m a r y i m p o r t a n c e , i t i s b e t t e r t o a d d f i l t e r i n g a f t e r t h e f e t a m p o u t p u t s , i n w h i c h c a s e , c 2 d , r d , a n d c 3 d a r e t h e b e s t l o c a t i o n s . t h e r e s i s t o r i n t h i s c a s e s h o u l d n o t b e m u c h l a r g e r t h a n 1 k b e c a u s e t h e r e i s a b i a s c u r r e n t t h a t i s a p p r o x i m a t e l y 3 5 a t h a t f l o w s f r o m t h e t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n b l o c k i n t o e a c h o f t h e v d e n a n d v n u m p i n s . i n s e r t i n g a r e s i s t o r , a s s h o w n i n f i g u r e 4 8 , l i f t s u p t h e v o l t a g e s a t t h e i n n m a n d / o r i n d n p i n s a n d p o t e n t i a l l y c a u s e s h e a d r o o m p r o b l e m s i n t h e t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n b l o c k . w h e n i d e n i s u s e d a s t h e r e f e r e n c e , a s i s n o r m a l l y d o n e , t h e n i t i s r e c o m m e n d e d t h a t c 1 d i s z e r o , c 2 d i s a 0 . 1 p f c e r a m i c d e c o u p l i n g c a p a c i t o r , r d i s a s h o r t , a n d c 3 d i s n o t p l a c e d . a d d i n g a c a p a c i t o r , c f b , a d d s a d d i t i o n a l f i l t e r i n g a t t h e b u f f e r o u t p u t . t h i s c a p a c i t o r a l s o h e l p s t o o p t i m i z e t h e p u l s e r e s p o n s e b y p l a c i n g a z e r o a c r o s s t h e f e e d b a c k r e s i s t o r ( 2 . 5 k i n t h e d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n ) . a g o o d v a l u e t o s t a r t w i t h i s 2 2 p f , t h i s i n t r o d u c e s a z e r o a t 2 . 9 m h z t h a t c a n i m p r o v e t h e p u l s e r e s p o n s e s f o r i n p u t c u r r e n t s a b o v e a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 a . p h o t o d i o d e b i a s t h e a d l 5 3 0 4 p r o v i d e s f o r a d a p t i v e p h o t o d i o d e b i a s . a m o n i t o r i n g t r a n s i s t o r , q 3 , c o n n e c t e d i n p a r a l l e l w i t h q 1 ( s e e f i g u r e 4 9 ) , s a m p l e s 1 / 1 0 t h t h e i n p u t c u r r e n t , i n u m . t h i s s a m p l e d c u r r e n t i s m u l t i p l i e d b y a f a c t o r o f 1 1 t o g i v e a n e f f e c t i v e o u t p u t c u r r e n t a t t h e i m o n p i n o f 1 . 1 t i m e s i n u m . b e c a u s e t h e p h o t o d i o d e p r o d u c e s i n u m , t h e a d d i t i o n a l c u r r e n t h a s t o f l o w i n a n e x t e r n a l r e s i s t o r , r m n t r , e q u a l t o 1 0 r s , w h e r e r s i s t h e v a l u e o f t h e i n t e r n a l p a r a s i t i c s e r i e s r e s i s t a n c e o f t h e p h o t o d i o d e . t h i s e n s u r e s t h a t t h e a c t u a l j u n c t i o n o f t h e p h o t o d i o d e i s b i a s e d a s c l o s e a s p o s s i b l e t o 0 v t o m i n i m i z e d a r k c u r r e n t . c a p a c i t o r , c m o n , p r o v i d e s p o t e n t i a l f i l t e r i n g a n d d y n a m i c c u r r e n t s d u r i n g f a s t t r a n s i e n t s . t h e v a l u e f o r b e s t b i a s r e s p o n s e d e p e n d s o n t h e p h o t o d i o d e u s e d a n d s h o u l d b e d e t e r m i n e d e x p e r i m e n t a l l y . n o m i n a l l y , c m o n = 0 . i f t h e a d a p t i v e b i a s i s n o t u s e d , t h e i m o n p i n m u s t b e c o n n e c t e d t o g r o u n d . i t i s e a s y t o p r o v i d e a 0 . 5 v r e v e r s e b i a s a c r o s s t h e d i o d e b y u s i n g t h e 2 v l t r e f e r e n c e a n d c o n n e c t i n g i t t o t h e c a t h o d e . b e c a u s e t h e a d l 5 3 0 4 f o r c e s t h e v o l t a g e a t i n u m v e r y c l o s e t o 1 . 5 0 0 v , t h e t r i m m e d 2 . 0 0 0 v e n s u r e s a p r e c i s e 0 . 5 v r e v e r s e b i a s f o r t h e p d . 0 9 4 5 9 - 0 5 8 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) 2 3 4 5 6 8 7 3 0 v s m 2 v s m 1 r m n t r 3 2 v s m 3 v s m 4 i r e f i d e n i n u m 1 0 0 n a q 2 q 1 q 3 1 . 5 v 1 . 5 v 9 v d e n v n u m i m o n s h i e l d s h i e l d p d c m o n f r o m 1 . 5 v v r e f f i g u r e 4 9 . a d a p t i v e p h o t o d i o d e b i a s o n e e x a m p l e o f d u a l - s u p p l y o p e r a t i o n i s s h o w n i n f i g u r e 5 0 , w h e r e t h e 2 . 0 0 0 v ( t h e 2 v l t p i n ) r e f e r e n c e e n s u r e s a p r e c i s e l y c o n t r o l l e d , r e v e r s e b i a s a c r o s s t h e p d . t h e u s e r c a n u s e o t h e r r e v e r s e b i a s v o l t a g e s b u t n e e d s t o p r o v i d e t h e m s e p a r a t e l y . n o t e t h a t w h e n t h e v s m x p i n s a r e g r o u n d e d , t h e d c b i a n d i n p s p i n s m u s t a l s o b e g r o u n d e d . 0 9 4 5 9 - 1 5 0 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) 2 3 4 5 6 8 7 3 0 v s m 2 v s m 1 3 2 v s m 3 v s m 4 i r e f i d e n i n u m 1 0 0 n a q 2 q 1 q 3 9 v d e n v n u m i m o n s h i e l d s h i e l d p d f r o m 2 . 0 v v r e f f i g u r e 5 0 . p d b i a s w i t h v s u m a t g r o u n d a n d u s i n g 2 . 0 0 0 v a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 2 2 o f 3 2 0 9 4 5 9 - 0 6 0 t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 2 6 1 p 5 v d c b i 2 7 1 . 5 v 2 4 b i a s i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 5 k ? 7 . 5 k ? 2 1 2 0 1 9 1 5 s c l 1 s c l 2 s c l 3 i l o g a c o m r e f e r e n c e o u t p u t s t h e a d l 5 3 0 4 h a s t h r e e t r i m m e d p r e c i s i o n r e f e r e n c e s , t w o v o l t a g e s , a n d o n e c u r r e n t ( i r e f ) . t h e v o l t a g e s a r e 1 . 5 0 0 v a n d 2 . 0 0 0 v a t t h e 1 p 5 v a n d 2 v l t p i n s , r e s p e c t i v e l y . t h e 1 p 5 v r e f e r e n c e i s i n t e n d e d t o p r o v i d e t h e b i a s t o t h e v s m 1 t o v s m 4 , d c b i , a n d i n p s p i n s ; i t c a n s i n k u p t o 1 0 m a a n d s o u r c e a m a x i m u m o f a b o u t 5 m a . t h e 2 v l t r e f e r e n c e c a n s o u r c e u p t o 2 0 m a o f c u r r e n t , b u t i t c a n n o t s i n k a n y c u r r e n t . t h e p r i m a r y u s e o f t h e 2 . 0 v r e f e r e n c e i s f o r p h o t o d i o d e b i a s , o r t o g e n e r a t e r e f e r e n c e c u r r e n t s o t h e r t h a n t h e 1 0 0 n a p r o v i d e d b y i r e f . t o g e t h e r w i t h a p r e c i s i o n r e s i s t o r , t h e 1 . 5 v a n d 2 . 0 v r e f e r e n c e s c a n r e l i a b l y g e n e r a t e a n y c u r r e n t u p t o a p p r o x i m a t e l y 5 m a . t h e i r e f c u r r e n t , n o m i n a l l y 1 0 0 n a , f l o w s o u t o f t h e i r e f p i n a n d i s p r i m a r i l y u s e d a s a n i n p u t t o t h e i d e n p i n t o p r o v i d e t h e d e n o m i n a t o r c u r r e n t , i d e n . t h e c h o i c e o f 1 0 0 n a p l a c e s i t i n t h e m i d d l e o f t h e 1 p a t o 1 0 m a r a n g e . i r e f c a n a l s o b e u s e d a s t h e i n p u t t o t h e i n u m p i n a n d t h e r e b y i n v e r t t h e b a s i c l o g r e s p o n s e o f t h e a d l 5 3 0 4 . i f i d e n = i r e f , v l o g i n c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g i n u m . w h e r e a s i f i n u m = i r e f a n d t h e i n p u t c u r r e n t i s a p p l i e d t o i d e n , v l o g d e c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g i d e n . f i g u r e 5 1 . b u f f e r a m p l i f i e r i n d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n t h e b u f f e r a m p l i f i e r i s a v o l t a g e f e e d b a c k o p a m p w i t h s u p p l i e s b e t w e e n v p o s a n d v n e g . f o r s i n g l e - s u p p l y o p e r a t i o n , t h e v n e g p i n i s t i e d t o g r o u n d , a n d t h e i n p s p i n , t h e p o s i t i v e i n p u t o f t h e o p a m p , t o t h e 1 p 5 v p i n . i f a g r o u n d r e f e r e n c e d i n p u t i s d e s i r e d a t t h e i n u m o r i d e n p i n s , t h e n t h e i n p s a n d d c b i p i n s t o g e t h e r w i t h t h e v s m x p i n s m u s t b e t i e d t o g r o u n d , a n d v n e g n e e d s t o b e l e s s t h a n ? 2 v . i f l a r g e r s l o p e s a r e r e q u i r e d , v p o s c a n i n c r e a s e t o + 5 v , a n d v n e g c a n i n c r e a s e t o ? 5 v . f o r e x a m p l e , i f t h e s c l 3 p i n i s c o n n e c t e d t o v l o g , a n d s c l 1 a n d s c l 2 r e m a i n o p e n , t h e i n t e r n a l 7 . 5 k r e s i s t o r , t o g e t h e r w i t h t h e 8 0 a / d e c a d e i l o g , p r o v i d e s a s l o p e o f 0 . 6 v / d e c a d e a t t h e v l o g p i n . i m p l e m e n t a t i o n o f s l o p e s o f 0 . 2 v / d e c a d e t o 0 . 8 v / d e c a d e i s e a s i l y a c c o m p l i s h e d . b u f f e r a m p l i f i e r a b u f f e r a m p l i f i e r c o m p l e t e s t h e s i g n a l c h a i n t h a t t a k e s t h e i l o g c u r r e n t f r o m t h e t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n b l o c k a n d c o n v e r t s i t t o a v o l t a g e a t t h e v l o g p i n . t h e b u f f e r a m p l i f i e r g a i n a n d o f f s e t c a n b e c o n f i g u r e d t o p r o v i d e d i f f e r e n t l o g a r i t h m i c s l o p e a n d i n t e r c e p t a t t h e v l o g o u t p u t . o n - c h i p r e s i s t o r s p r o v i d e o p t i m i z e d s c a l e f a c t o r s a n d i n t e r c e p t s v i a t h e s c l 1 , s c l 2 , a n d s c l 3 p i n s . f o r e x a m p l e , i n f i g u r e 5 1 , t h e d e f a u l t s e t u p p r o v i d e s a s c a l e o f 0 . 2 v / d e c a d e a n d a n i n t e r c e p t o f 3 . 1 6 2 f a . v o f s = v l o g = 1 . 5 v w h e n t h e i n t e r n a l i l o g = 0 a , w h i c h c o r r e s p o n d s t o i n u m = i d e n . i l o g v a r i e s f r o m ? 4 0 0 a t o + 4 0 0 a w i t h a s c a l e o f 8 0 a / d e c a d e o v e r t h e f u l l 2 0 0 d b i n p u t c u r r e n t r a n g e . i n t h e d e f a u l t c o n f i g u r a t i o n , i l o g i s n e g a t i v e f o r i n u m > i d e n a n d p o s i t i v e f o r i n u m < i d e n . i f t h e i n p u t c u r r e n t i s a p p l i e d t o t h e i d e n p i n a n d t h e r e f e r e n c e c u r r e n t ( i r e f ) t o t h e i n u m p i n , t h e s l o p e o f v l o g i s n e g a t i v e a n d t h e r a n g e i s i n v e r t e d , t h a t i s , v l o g i s 2 . 5 v f o r i d e n = 1 p a , a n d v l o g i s 0 . 5 v f o r i d e n = 1 0 m a . s e t t i n g t h e l o g s l o p e a n d i n t e r c e p t t h e c h o i c e o f o p t i m a l s l o p e a n d i n t e r c e p t d e p e n d s o n t h e a p p l i c a t i o n a n d s u p p l y v o l t a g e ( s ) . f o r e x a m p l e , w h e n a n i n p u t c u r r e n t r a n g e o f l e s s t h a n t h e f u l l 2 0 0 d b i s d e s i r e d , a h i g h e r s l o p e c a n b e c h o s e n t o b e t t e r u s e t h e f u l l v o l t a g e s p a n a v a i l a b l e a t v l o g , a n d p e r h a p s o p t i m a l l y p o s i t i o n i t t o s u i t t h e i n p u t c a p a c i t y o f a s u b s e q u e n t a n a l o g - t o - d i g i t a l c o n v e r t e r ( a d c ) . v e r y h i g h s l o p e s , s u c h a s 0 . 8 v / d e c a d e , c a n b e r e a l i z e d , a l l o w i n g a s m a l l e r r a n g e o f i p d t o b e m e a s u r e d a t h i g h s e n s i t i v i t y . a n y o t h e r i n t e r c e p t a n d s l o p e c a n b e r e a l i z e d u s i n g e x t e r n a l r e s i s t o r s , b u t t h e s e d o n o t , i n g e n e r a l , f o r m a c c u r a t e r a t i o s t o t h e o n - c h i p r e s i s t o r s . t h e r e f o r e , s o m e i n a c c u r a c i e s s h o u l d b e e x p e c t e d . i f t h e s c l 1 , s c l 2 , a n d s c l 3 p i n s a r e n o t c o n n e c t e d a n d a r e s i s t o r i s p l a c e d b e t w e e n t h e i n m s a n d v l o g p i n s , t h e i l o g c u r r e n t i s f o r c e d t h r o u g h t h e e x t e r n a l r e s i s t o r a n d t h e r e b y h a s a l o g s l o p e t h a t i s 8 0 a / d e c a d e t i m e s r e x t ; v o f s i s e q u a l t o t h e v o l t a g e a p p l i e d t o t h e i n p s p i n . d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 2 3 o f 3 2 t a b l e 4 . v l o g s c a l i n g o p t i o n s o p t i o n p i n s c l 1 p i n s c l 2 p i n s c l 3 p i n i n p s p i n i n m s v y ( v / d e c ) i z ( a ) v o f s ( v ) s i n g l e - s u p p l y o p e r a t i o n ( v n e g = 0 v ; v s m x = d c b i = i n p s = 1 p 5 v ) 1 1 v l o g i n m s o p e n 1 p 5 v s c l 2 0 . 2 3 . 1 6 f 1 . 5 2 v l o g i n m s v l o g 1 p 5 v s c l 2 0 . 1 5 0 . 0 1 f 1 . 5 3 v l o g i n m s g r o u n d 1 p 5 v s c l 2 0 . 2 0 . 0 1 f 2 . 0 4 v l o g o p e n g r o u n d 1 p 5 v o p e n 0 . 4 5 6 . 2 f 2 . 5 5 v l o g o p e n o p e n 1 p 5 v o p e n 0 . 4 1 7 . 8 p 1 . 5 6 o p e n o p e n v l o g 1 p 5 v o p e n 0 . 6 3 1 6 p 1 . 5 7 o p e n v l o g o p e n 1 p 5 v o p e n 0 . 8 1 . 3 3 n 1 . 5 8 v l o g i n m s 2 v l t 1 p 5 v s c l 2 0 . 2 2 1 . 6 f 1 . 3 3 3 d u a l - s u p p l y o p e r a t i o n ( v n e g < ? 2 v ; v s m x = d c b i = i n p s = g r o u n d ) 9 2 v l o g i n m s o p e n g r o u n d s c l 2 0 . 2 1 0 0 n 0 1 0 v l o g i n m s v l o g g r o u n d s c l 2 0 . 1 5 1 0 0 n 0 1 1 v l o g o p e n o p e n g r o u n d o p e n 0 . 4 1 0 0 n 0 1 2 o p e n o p e n v l o g g r o u n d o p e n 0 . 6 1 0 0 n 0 1 3 o p e n v l o g o p e n g r o u n d o p e n 0 . 8 1 0 0 n 0 1 d e f a u l t s e t u p f o r s i n g l e s u p p l y a n d v s m x = 1 . 5 v . 2 d e f a u l t s e t u p f o r d u a l s u p p l y a n d v s m x = g r o u n d . t h e d e f a u l t s e t u p s a r e n o t e d i n t a b l e 4 . o t h e r i n t e r c e p t s a r e a c h i e v e d b y i n j e c t i n g d i f f e r e n t c u r r e n t s i n t o t h e i d e n p i n , f o r e x a m p l e , i f i d e n = 1 a , a s s h o w n i n f i g u r e 5 2 , t h e v l o g t r a n s f e r f u n c t i o n i s s i m p l y s h i f t e d b y o n e d e c a d e t o t h e r i g h t . o n e w a y o f d o i n g t h i s i s t o p u t a p r e c i s i o n 5 0 0 k r e s i s t o r b e t w e e n t h e 2 v l t a n d i d e n p i n s i n t h e s i n g l e - s u p p l y d e f a u l t s e t u p . t h e i n t e r c e p t i s m o v e d u p t o 3 1 . 6 2 f a , a n d a l l o u t p u t v o l t a g e s f o r a g i v e n i n u m a r e l o w e r e d b y o n e d e c a d e , t h a t i s , b y 0 . 2 v a t v l o g . f o r e x a m p l e , t h e n e w i d e n = 1 a , a n d v l o g = 1 . 3 v f o r i n u m = 1 0 0 n a . t h i s i s p a r t i c u l a r l y u s e f u l i f t h e s l o p e i s a l r e a d y a s d e s i r e d b u t t h e d e s i r e d i n t e r c e p t c a n n o t b e a c h i e v e d w i t h t h e o n - c h i p r e s i s t o r s . o n l y a s h i f t t o w a r d t h e r i g h t m a k e s s e n s e b e c a u s e a s h i f t t o t h e l e f t r e q u i r e s e x c e s s i v e l y l a r g e r e s i s t o r s . 0 9 4 5 9 - 0 6 1 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) 2 3 4 5 6 8 7 3 0 1 7 3 1 2 6 v s m 1 v s m 2 r m n t r 3 2 v s m 4 v s m 3 i r e f i d e n i n u m 1 0 0 n a q 2 q 1 q 3 1 . 5 v 1 . 5 v 1 0 9 v d e n i n d n i m o n 2 v l t i n n m 1 p 5 v 1 . 5 v v r e f t e m p c o m p v n u m i l o g v d e n s h i e l d s h i e l d p d 5 0 0 k ? v n u m f i g u r e 5 2 . i n t e r c e p t s h i f t e d o n e d e c a d e r i g h t v i a e x t e r n a l r e s i s t o r , r e f e r e n c e c u r r e n t i d e n = 1 a s l o p e i n v e r s i o n t a b l e 4 l i s t s o n l y t h o s e s l o p e s t h a t a r e p o s i t i v e b e c a u s e t h i s i s t h e e x p e c t e d n o r m a l o p e r a t i o n i n m e a s u r e m e n t m o d e . t h e s l o p e s c a n b e i n v e r t e d b y t w o m e t h o d s . b y u s i n g i n u m = i r e f = 1 0 0 n a , i n w h i c h c a s e , t h e i n t e r c e p t s , i z , a r e a t l a r g e r c u r r e n t s m i r r o r e d f r o m t h e v a l u e s s h o w n i n t a b l e 4 a r o u n d t h e 1 0 0 n a r e f e r e n c e c u r r e n t . f o r e x a m p l e , f o r t h e d e f a u l t s e t u p w i t h v y = 0 . 2 v / d e c a d e a n d i z = 3 . 1 6 2 f a , s w a p p i n g i n u m a n d i d e n c o n n e c t i o n s r e s u l t i n v y = ? 0 . 2 v / d e c a d e a n d i z = 3 . 1 6 2 a . t h e s e c o n d m e t h o d i s t o s i m p l y s w a p t h e c o n n e c t i o n s b e t w e e n t h e v n u m a n d v d e n p i n s a n d t h e i n p u t s t o t h e t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n c e l l ( i n n m a n d i n d n ) , a s s h o w n i n f i g u r e 5 3 ( c o m p a r e t o f i g u r e 5 2 ) . t h i s t e c h n i q u e i s p a r t i c u l a r l y u s e f u l i f b o t h n e g a t i v e l o g s l o p e a n d a d a p t i v e p h o t o d i o d e b i a s i n g v i a i m o n a r e d e s i r e d t o g e t h e r . 0 9 4 5 9 - 0 6 2 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) 2 3 4 5 6 8 3 0 3 1 v s m 1 v s m 2 v s m 4 v s m 3 r m n t r 3 2 i r e f i d e n i n u m 1 0 0 n a q 2 q 1 q 3 1 0 9 v d e n i n d n i m o n v n u m i n n m t e m p c o m p v n u m v d e n s h i e l d s h i e l d p d f r o m 1 . 5 v v r e f 7 f i g u r e 5 3 . s i m p l e s l o p e i n v e r s i o n m e t h o d a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 2 4 o f 3 2 l o g r a t i o o p e r a t i o n b e c a u s e t h e a d l 5 3 0 4 h a s t w o e q u a l i n p u t s , i n u m a n d i d e n , l o g r a t i o o p e r a t i o n i s p o s s i b l e . t h e o n l y d i f f e r e n c e b e t w e e n i n u m a n d i d e n i s t h a t t h e i m o n c u r r e n t d e r i v e s f r o m t h e i n u m s i g n a l a n d a l l o w s a d a p t i v e p h o t o d i o d e b i a s a t t h i s i n p u t o n l y . a s s u m i n g t h a t t h e r a t i o i n u m / i d e n c a n , i n g e n e r a l , b e e i t h e r g r e a t e r o r l e s s t h a n u n i t y , v l o g c a n b e o f e i t h e r p o l a r i t y , r e q u i r i n g a n e g a t i v e s u p p l y i n s o m e c a s e s . t h e v a l u e o f v l o g d e p e n d s o n t h e m i n i m u m r a t i o a n d t h e s l o p e c h o s e n f o r t h e a p p l i c a t i o n . f o r e x a m p l e , i f t h e r a t i o c a n v a r y f r o m 1 : 1 0 0 0 t o 1 0 0 0 : 1 a n d a s l o p e o f 2 0 m v / d b i s r e q u i r e d , t h e p e a k s w i n g i s 1 . 2 v a r o u n d v o f s . o p t i o n 5 i n t a b l e 4 p r o v i d e s t h i s w i t h a n i n t e r c e p t i z o f 1 7 . 8 p a ( v o f s = 1 . 5 v ) w i t h v l o g = 1 . 2 v a r o u n d v o f s = 1 . 5 v , w h i c h r e s u l t s i n 0 . 3 v v l o g 2 . 7 v . d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 2 5 o f 3 2 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n u s i n g t h e a d l 5 3 0 4 t h e b a s i c c o n n e c t i o n s f o r s i n g l e - s u p p l y o p e r a t i o n a r e s h o w n i n f i g u r e 5 5 . s u p p l y d e c o u p l i n g i s n o t c r i t i c a l a n d t h e s u g g e s t e d v a l u e s a r e c o n s e r v a t i v e ; h o w e v e r , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t a f e r r i t e b e a d b e p l a c e d i n t h e s u p p l y l i n e s t o g e t h e r w i t h a 0 . 1 f d e c o u p l i n g c a p a c i t o r . f e r r i t e b e a d s a r e p r e f e r a b l e t o r e s i s t o r s b e c a u s e t h e y d o n o t p r o d u c e a d c v o l t a g e d r o p t h a t c a n a f f e c t r e f e r e n c e l e v e l s . i n f i g u r e 5 5 , t h e s l o p e i s 1 0 m v / d b o r 0 . 2 v / d e c a d e , a n d t h e i n t e r c e p t i s 3 . 1 6 2 f a . f o r t h e f u l l d y n a m i c r a n g e o f 2 0 0 d b ( 1 0 0 d b o p t i c a l ) , v l o g v a r i e s f r o m 0 . 5 v t o 2 . 5 v ( s e e s m a l l d i a g r a m a t t h e o u t p u t i n f i g u r e 5 5 ) w i t h v l o g = v o f s = 1 . 5 v , w h e n i n u m = i d e n . b e c a u s e t h e i d e n p i n i s c o n n e c t e d t o t h e i r e f p i n , i d e n = 1 0 0 n a . f i g u r e 5 5 a l s o s h o w s t h e s e t u p f o r t h e a d a p t i v e p h o t o d i o d e b i a s . i f t h i s i s n o t d e s i r e d , g r o u n d t h e i m o n p i n , r e m o v e r m n t r , a n d p r o v i d e t h e d e s i r e d b i a s v o l t a g e g r e a t e r t h a n 1 . 5 v t o t h e c a t h o d e o f t h e p d . a s n o t e d i n t h e p h o t o d i o d e b i a s s e c t i o n , t h e o n - c h i p 2 v r e f e r e n c e c a n b e u s e d f o r t h i s p u r p o s e a n d p r o v i d e s a n e x a c t 0 . 5 v r e v e r s e b i a s t o g e t h e r w i t h t h e 1 . 5 v t h a t i s f o r c e d b y t h e f e t a m p t o t h e a n o d e v i a t h e i n u m p i n . u s i n g t h e a d a p t i v e b i a s t h e p o s i t i v e b i a s o n t h e p h o t o d i o d e c a t h o d e m u s t b e a d e q u a t e t o s u p p o r t t h e p e a k c u r r e n t , w h i c h i s l i m i t e d b y i t s i n t e r n a l s e r i e s r e s i s t a n c e , r s . t y p i c a l v a l u e s o f r s a r e 5 . a m o d e l o f a r e p r e - s e n t a t i v e p h o t o d i o d e ( j d s u e p m 6 0 5 ) i s s h o w n i n f i g u r e 5 4 . 0 9 4 5 9 - 0 6 3 p d 2c a s e 1 1 n h 1 . 5 n h r s 0 . 5 5 p f 0 . 5 p f 0 . 5 p f 0 . 1 3 p f 5 n h 5 n h f i g u r e 5 4 . p h o t o d i o d e m o d e l i t i s d e s i r a b l e t o u s e a s m a l l b i a s a t v e r y l o w l e v e l s o f i l l u m i n a t i o n t o m i n i m i z e t h e e r r o r d u e t o c u r r e n t l e a k a g e a c r o s s t h e d i o d e t e r m i n a l s . t h e a d a p t i v e b i a s a c h i e v e s t h i s a u t o m a t i c a l l y e v e n f o r l a r g e r c u r r e n t s t h r o u g h t h e a d d i t i o n o f t h e e x t e r n a l r e s i s t o r , r m n t r , t h a t i s 1 0 t i m e s r s . i n c a s e o f u n c e r t a i n t y i n r s , a n r m n t r t h a t i s s l i g h t l y g r e a t e r t h a n 1 0 t i m e s r s i s r e c o m m e n d e d . i n t h e l i m i t , w h e n r m n t r i s n o t p r e s e n t a t a l l , t h e v o l t a g e a t t h e i m o n p i n i n c r e a s e s u n t i l t h e c u r r e n t s o u r c e s a t u r a t e s a n d a b s o r b s t h e e x c e s s 1 0 % o f c u r r e n t t h a t t h e i m o n o u t p u t g e n e r a t e s . h o w e v e r , t h i s d e f e a t s t h e p u r p o s e o f t h e a d a p t i v e b i a s ; t h e r e f o r e , u s e r s m u s t e n s u r e t h a t r m n t r i s p r e s e n t w h e n u s i n g t h e a d a p t i v e b i a s . a d l 5 3 0 4 0 9 4 5 9 - 0 6 4 2 3 0 3 4 5 8 7 m o n i t o r a n d p d b i a s ( 1 . 1 i n u m ) t e m p e r a t u r e c o m p e n s a t i o n 3 2 3 1 2 6 9 i m o n v n u m i n n m v d e n a c o m c o m m i n d n 1 p 5 v 2 v l t d c b i v p o s b s d c v s m 1 1 . 5 v v s m 2 1 . 5 v i r e f i d e n i n u m v s m 3 1 . 5 v v s m 4 1 . 5 v 1 0 1 1 2 7 2 9 1 0 0 n a 1 . 5 v 1 7 2 4 2 v b i a s a n d v r e f 1 5 1 4 i n p s i n m s v l o g 2 3 2 2 5 k ? 5 k ? 7 . 5 k ? 2 1 2 0 1 9 1 8 s c l 1 s c l 2 s c l 3 a c o m r m n t r 6 p d s h i e l d s h i e l d 0 . 1 f 0 . 1 f 0 . 1 f 0 . 1 f h f c p 1 6 0 . 1 f 1 f 2 8 4 . 0 2 ? v n u m v d e n i m p o r t a n t : ~ 1 m a b i a s c u r r e n t f l o w s o u t o f d c b i . n e e d s t o b e c o n n e c t e d t o 1 p 5 v . f b v p o s i l o g r l o a d 2 . 5 v 1 . 5 v 0 . 5 v 1 p 1 0 0 n 1 0 m n m f s v n e g d n f s 1 2 1 3 r n m f s r d n f s f i g u r e 5 5 . b a s i c c o n n e c t i o n s f o r s i n g l e - s u p p l y o p e r a t i o n a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 2 6 o f 3 2 s u m m i n g n o d e v o l t a g e i t i s i m p o r t a n t t o r e i t e r a t e t h a t t h e v s m 1 t o v s m 4 , d c b i , a n d i n p s p i n s a l w a y s n e e d t o b e t i e d t o g e t h e r . f a i l u r e t o d o s o r e s u l t s i n e r r o n e o u s o u t p u t s a t v l o g . t h e v s m x p i n s m u s t b e w e l l d e c o u p l e d t o p r o v i d e a g o o d a c g r o u n d . l e a k a g e v s m 2 a n d v s m 3 a r e c r i t i c a l n o d e s b e c a u s e t h e y a r e u s e d b y t h e f e t a m p l i f i e r s t o d e f i n e t h e v o l t a g e s o n t h e i n u m a n d i d e n p i n s . f u r t h e r m o r e , t h e v o l t a g e a p p l i e d t o v s m 2 a n d v s m 3 i s a l s o u s e d t o d r i v e t h e s h i e l d a r o u n d t h e i n p u t s , w h i c h b e c o m e s c r i t i c a l a t l o w c u r r e n t s ( < 1 n a ) t o m i n i m i z e l e a k a g e . a v o l t a g e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e i n u m a n d v s m 2 p i n s o f 1 m v t o g e t h e r w i t h a l e a k a g e r e s i s t o r o f 1 0 0 m r e s u l t s i n a c u r r e n t o f 1 0 p a . i f t h e c u r r e n t f l o w s i n t o t h e d e v i c e , t h i s l e a k a g e c u r r e n t l i m i t s t h e l o w e s t m e a s u r a b l e i n p u t c u r r e n t . e v e n w o r s e , i f t h e c u r r e n t i s n e g a t i v e ( t h a t i s , p u l l s c u r r e n t o u t o f t h e i n p u t p i n ) , t h e i n p u t v o l t a g e p u l l s l o w , a n d t h e f e t a m p o u t p u t r a i l s p o s i t i v e . t h i s c a n h a p p e n r a t h e r e a s i l y w h e n t h e i n p u t i s b i a s e d a t 1 . 5 v . f o r e x a m p l e , a 1 g r e s i s t o r b e t w e e n t h e i n p u t p i n a n d g r o u n d g e n e r a t e s a 1 . 5 n a c u r r e n t t h a t f l o w s f r o m t h e i n p u t p i n t o g r o u n d a n d t h e r e b y p u l l s t h e i n p u t n o d e s l o w . a l o g a m p i n p u t i s u n i d i r e c t i o n a l , a n d i t c a n a c c e p t c u r r e n t i n o n l y o n e d i r e c t i o n . a c u r r e n t t h a t f l o w s i n t h e w r o n g d i r e c t i o n b r e a k s t h e l o o p t h a t b i a s e s t h e i n p u t s . f o r t h i s r e a s o n , i f c u r r e n t s o f l e s s t h a n a b o u t 1 n a a r e t o b e m e a s u r e d , i t i s c r i t i c a l t h a t a g u a r d b e u s e d , a n d t h a t t h e b o a r d s a r e c l e a n e d o f a n y c o n t a m i n a n t s i n c l u d i n g s o l d e r f l u x . i n t h e c a s e w h e r e t h e l e a k a g e i s s o l a r g e t h a t i t c a n n o t b e o v e r c o m e b y t h e i n p u t c u r r e n t , t h e v l o g o u t p u t r a i l s t o t h e n e g a t i v e o r p o s i t i v e e n d s o f t h e o u t p u t r a n g e , d e p e n d i n g o n w h e t h e r i t i s i n u m o r i d e n t h a t h a s t h e l e a k a g e . v l o g o u t p u t t h e v l o g o u t p u t i s s o m e w h a t s e n s i t i v e t o l o a d i n g a n d d o e s n o t l i k e t o d r i v e l a r g e c a p a c i t a n c e s o r v e r y s m a l l r e s i s t o r s , f o r t h i s r e a s o n , i t i s r e c o m m e n d e d t o k e e p c l o a d < 5 p f a n d r l o a d > 1 0 k . d y n a m i c r e s p o n s e t h e a d l 5 3 0 4 d o e s n o t r e q u i r e i n p u t c o m p e n s a t i o n n e t w o r k s t o s t a b i l i z e t h e c i r c u i t . h o w e v e r , a n e g a t i v e g o i n g c u r r e n t c a n h a p p e n d u r i n g n o r m a l d y n a m i c o p e r a t i o n , f o r e x a m p l e , d u r i n g c u r r e n t s t e p s t h a t d e c r e a s e s f r o m l a r g e r t o s m a l l e r v a l u e s . d u r i n g a l a r g e s t e p , t h e i n p u t l o o p c a n t e m p o r a r i l y o p e n c a u s i n g a t r a n s i e n t i n v a l i d v l o g o u t p u t . l o o p r e c o v e r y t i m e i s d i r e c t l y r e l a t e d t o t h e i n p u t c u r r e n t ; t h e r e f o r e , t h e s m a l l e r t h e i n p u t c u r r e n t , t h e l o n g e r i t t a k e s f o r t h e a d l 5 3 0 4 t o r e c o v e r . c a r e f u l d e s i g n t h a t r e d u c e s p a r a s i t i c c a p a c i t a n c e a t t h e i n u m a n d i d e n i n p u t s h e l p s t o r e d u c e t h i s r e c o v e r y t i m e ; h o w e v e r , t h i s b e h a v i o r c a n n o t b e e l i m i n a t e d b e c a u s e i t i s c h a r a c t e r i s t i c o f t r a n s l i n e a r l o g a m p s . s o m e p u l s e r e s p o n s e m e a s u r e m e n t r e s u l t s w i t h a n a c t u a l p h o t o - d i o d e ( 1 a 2 2 7 , 0 . 8 a / w , 0 . 7 p f ) a r e s h o w n i n f i g u r e 5 6 a n d f i g u r e 5 7 f o r t h e s e t u p i n f i g u r e 5 5 . 0 9 4 5 9 - 0 3 5 2 . 3 1 . 9 1 . 5 1 . 7 2 . 1 0 . 9 1 . 1 1 . 3 0 . 7 0 . 5 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 t i m e ( s ) v l o g o u t p u t ( v ) l a s e r l i m i t 1 a 1 0 0 n a 1 0 n a 1 n a 1 0 0 p a 1 0 p a f i g u r e 5 6 . p h o t o d i o d e r e s p o n s e f o r i n p u t c u r r e n t s o f a p p r o x i m a t e l y 1 0 p a t o > 1 a w h e r e l a s e r l i m i t e n c o u n t e r e d 0 9 4 5 9 - 0 3 4 1 . 3 1 . 1 0 . 9 0 . 7 0 . 5 0 . 3 0 2 4 6 8 t i m e ( m s ) v l o g o u t p u t ( v ) 1 0 1 0 0 p a 1 0 p a 1 p a f i g u r e 5 7 . i n c r e a s e d t i m e s c a l e t o s h o w m e a s u r e m e n t s d o w n t o i n u m ~ 1 p a ( ~ 1 . 2 5 p w ; ? 8 9 . 0 3 d b m ) u s i n g a n e g a t i v e s u p p l y i n m o s t a p p l i c a t i o n s o f t h e a d l 5 3 0 4 , a s i n g l e s u p p l y i s a d e q u a t e . a s i n g l e s u p p l y a l s o p r o v i d e s t h e l o w e s t p o w e r o p e r a t i o n . d u a l s u p p l i e s a r e n e e d e d i f t h e u s e r w a n t s t o b i a s t h e a n o d e o f t h e p h o t o d i o d e a t g r o u n d , a s w a s s h o w n i n f i g u r e 5 0 . t h e n e g a t i v e s u p p l y n e e d s t o a b s o r b t h e d e v i c e b i a s c u r r e n t , t h e l o a d c u r r e n t o f t h e b u f f e r , a n d t h e m a x i m u m i n p u t c u r r e n t s . w i t h t h e s u m m i n g n o d e m o v e d t o g r o u n d , t h e a d l 5 3 0 4 c a n b e u s e d a s a v o l t a g e - i n p u t l o g a m p , u s i n g a s u i t a b l y s c a l e d r e s i s t o r f r o m t h e v o l t a g e s o u r c e t o t h e i n u m p i n . t h e l o g a r i t h m i c a c c u r a c y f o r s m a l l v o l t a g e s i s l i m i t e d b y t h e o f f s e t o f t h e j f e t o p a m p , a p p e a r i n g b e t w e e n t h i s p i n a n d v s u m . t h e i d e n p i n c a n l i k e w i s e b e d r i v e n f r o m a v o l t a g e s i g n a l . w h e n v e r y l a r g e i n p u t c u r r e n t s ( i n u m o r i d e n g r e a t e r t h a n ~ 5 m a ) a n d v e r y l o w t e m p e r a t u r e s ( ? 4 0 c ) a r e e x p e c t e d , u s e a n e g a t i v e v o l t a g e o n v n e g . d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 2 7 o f 3 2 e v a l u a t i o n b o a r d s c h e m a t i c a n d s i l k s c r e e n s 0 9 4 5 9 - 2 0 2 f i g u r e 5 8 . e v a l u a t i o n b o a r d s c h e m a t i c a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 2 8 o f 3 2 0 9 4 5 9 - 2 0 0 f i g u r e 5 9 . e v a l u a t i o n b o a r d , p r i m a r y s i d e 0 9 4 5 9 - 2 0 1 f i g u r e 6 0 . e v a l u a t i o n b o a r d , s e c o n d a r y s i d e d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 2 9 o f 3 2 o u t l i n e d i m e n s i o n s 0 3 2 8 0 7 - a c o m p l i a n t t o j e d e c s t a n d a r d s m o - 2 2 0 - v h h d - 2 1 3 2 8 9 2 5 2 4 1 7 1 6 2 . 8 5 2 . 7 0 s q 2 . 5 5 t o p v i e w c o p l a n a r i t y 0 . 0 8 3 . 5 0 r e f 0 . 5 0 b s c p i n 1 i n d i c a t o r 0 . 6 0 m a x 0 . 6 0 m a x 0 . 2 0 m i n e x p o s e d p a d ( b o t t o m v i e w ) p i n 1 i n d i c a t o r 0 . 3 0 0 . 2 5 0 . 1 8 0 . 2 0 r e f 1 2 m a x 0 . 8 0 m a x 0 . 6 5 t y p 1 . 0 0 0 . 8 5 0 . 8 0 0 . 0 5 m a x 0 . 0 2 n o m s e a t i n g p l a n e 0 . 5 0 0 . 4 0 0 . 3 0 5 . 0 0 b s c s q 4 . 7 5 b s c s q f o r p r o p e r c o n n e c t i o n o f t h e e x p o s e d p a d , r e f e r t o t h e p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s s e c t i o n o f t h i s d a t a s h e e t . f i g u r e 6 1 . 3 2 - l e a d l e a d f r a m e c h i p s c a l e p a c k a g e [ l f c s p _ v q ] 5 m m 5 m m b o d y , v e r y t h i n q u a d ( c p - 3 2 - 8 ) d i m e n s i o n s s h o w n i n m i l l i m e t e r s o r d e r i n g g u i d e m o d e l 1 t e m p e r a t u r e r a n g e p a c k a g e d e s c r i p t i o n o r d e r i n g q u a n t i t y p a c k a g e o p t i o n a d l 5 3 0 4 a c p z - r 2 ? 4 0 c t o + 8 5 c 3 2 - l e a d l f c s p _ v q 2 5 0 c p - 3 2 - 8 a d l 5 3 0 4 a c p z - r 7 ? 4 0 c t o + 8 5 c 3 2 - l e a d l f c s p _ v q , 7 ? t a p e a n d r e e l 1 5 0 0 c p - 3 2 - 8 a d l 5 3 0 4 a c p z - r l ? 4 0 c t o + 8 5 c 3 2 - l e a d l f c s p _ v q , 1 3 ? t a p e a n d r e e l 5 0 0 0 c p - 3 2 - 8 a d l 5 3 0 4 - e v a l z e v a l u a t i o n b o a r d 1 z = r o h s c o m p l i a n t p a r t . a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 3 0 o f 3 2 n o t e s d a t a s h e e t a d l 5 3 0 4 r e v . 0 | p a g e 3 1 o f 3 2 n o t e s a d l 5 3 0 4 d a t a s h e e t r e v . 0 | p a g e 3 2 o f 3 2 n o t e s ? 2 0 1 1 a n a l o g d e v i c e s , i n c . a l l r i g h t s r e s e r v e d . t r a d e m a r k s a n d r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s . d 0 9 4 5 9 - 0 - 9 / 1 1 ( 0 ) |
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