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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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aaaaaa
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3端子レギュレータの温度ヒステリシス
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アクセス2890
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード ヒステリシス   ヒステリシス現象   大きい温度ヒステリシス   3端子レギュレータ   バンドギャップ電源   Powered by Yahoo
投稿日時11/04/19 03:41
たとえば、バンドギャップ電源の温度特性は3次関数のようになっています。データシートではそれを単純化して

30ppm/℃

とか表示しています。しかし、実際に測定してみるとその値に比べてはるかに大きい温度ヒステリシスがあるそうなのです。

つまり、温度を上げていき、またもどすともとに戻らないのです。その差はかなりでかいそうです。だから、30ppm/℃のつもりで使っているととんでもないことになる。

原因はパッケージとチップの膨張の違いではないかとされていますが、不明です。チップ単体ではこのようなヒステリシスはないそうです。

ヒステリシス現象は説明が困難です。磁気におけるヒステリシスも理論がありません。

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ジム・ウィリアムス 回答番号 10
タイトル
これもおもしろいですね。
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アクセス170
投稿日時17/11/29 01:00
パッケージの熱膨張のヒステリシスみたいですね
※このデータをダウンロードするにはログイン(ユーザー登録)が必要です。

aaaaaa 回答番号 9
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最近のLT6656のヒステリシス
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アクセス3142
投稿日時11/06/07 13:37
最近のLT6656のデータシートみると、

Aグレードで    10ppm/℃
温度ヒステリシス  25ppm

となっているので小さいですね。
※このデータをダウンロードするにはログイン(ユーザー登録)が必要です。

aaaaaa 回答番号 8
タイトル
もう一つ言い忘れました。
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アクセス3214
投稿日時11/04/25 04:12
昔やった、磁気センサーにおいて、成膜条件が悪いと、B-Hカーブがヒステリシスをもつようになります。

オシロのリサージュで見ていると、定常状態の楕円軌道は揺れ動くことが多かった。

だから、けして一定ではありません。
軌道は、毎サイクルごとに違うといってもいいですね。

だから、V1,V3、V5,・・・はある値に収束するは間違いで、ある範囲の中を揺れ動く、ですかね。

磁気の場合はそうです。

aaaaaa 回答番号 7
タイトル
楕円軌道が大事です!
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アクセス3250
投稿日時11/04/24 06:26
鳴門真樹様
コメントありがとうございます。
本当にすばらしいご質問です。
私もきわめて活性化されます。
本当にありがとうございます。
わたしも久しぶりに頭かきむしってかんがえています。

コメントを引用します。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
ここで、もう一度整理してみたいと思います。

1)Ta1(Tj1):V1→Ta2(Tj2):V2
2)Ta2(Tj2):V2→Ta1(Tj1):V3

で、V1≠V3なんですよね?
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
そうです。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
これで考えられるのは、樹脂に残された変形がダイに
応力を与えていることのなのですが、この場合
もう一度同じ温度サイクルを加えれば…

1)Ta1(Tj1):V3→Ta2(Tj2):V4
2)Ta2(Tj2):V4→Ta1(Tj1):V5

で、V3≠V5となりませんか?

したがってどんどん変位量が大きくなってしまいそうに思います。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

ここがむずかしい!
この答えの前に、次のことを頭に入れておきたいですね。
ヒステリシスループは、Ta1とTa2の間を往復させたとき、Ta横軸、Vo縦軸のグラフにおいて、薄い楕円軌道を描きます。
しかし、はじめから、最終的な楕円軌道にはいるわけではありません。
Ta1とTa2の間を往復させていくと、楕円の形がだんだん定常状態の形に落ち着いていくのです。
だから、Ta1、Vo1からTa2、Vo2、またTa1に戻るとVo1でないものです。
しかし、その後何度も往復させると、やがて定常状態の楕円軌道に入っていきます。
だから、どこかに飛び出していくことはないのです。

つまり、V5、V7、V9,・・・はある値に収束していきます。

まるで、人工衛星の打ち上げみたいな話になってきました!

鳴門真樹 回答番号 6
タイトル
温度ヒステリシス
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アクセス3357
投稿日時11/04/24 00:50
う~ん、いまひとつよく理解できないのですが…

最初、私も試してみたほうが早いや…
と思ったのですが、手元にヒステリシスが無いことが確認された温度センサが無いため、まだやっていません。

確かに樹脂の応力は外力がなくなってもすぐに全て開放されません。時間をかけてゆっくりと戻る分があります。
それの影響が有りそうに思えてきました。

ここで、もう一度整理してみたいと思います。

1)Ta1(Tj1):V1→Ta2(Tj2):V2
2)Ta2(Tj2):V2→Ta1(Tj1):V3

で、V1≠V3なんですよね?

これで考えられるのは、樹脂に残された変形がダイに応力を与えていることのなのですが、この場合もう一度同じ温度サイクルを加えれば…
1)Ta1(Tj1):V3→Ta2(Tj2):V4
2)Ta2(Tj2):V4→Ta1(Tj1):V5

で、V3≠V5となりませんか?

したがってどんどん変位量が大きくなってしまいそうに思います。

aaaaaa 回答番号 5
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鳴門真樹さまへ
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アクセス3337
投稿日時11/04/22 06:04
■■鳴門真樹様へ

コメントありがとうございます。
鳴門真樹さまとやま様のコメントは怖くて恐る恐る開いています。

開くとき、ためらい、たばこ一本すってから、と間をおいてしまいます。
なかなか怖くて見られないのです。

わかっていらっしゃるかたのコメントは怖いですね。

宮本武蔵、佐々木小次郎ですかね。一寸のすきも許されない。緊張します。

■■実に不思議な現象です。

>となると、ダイに加わっている応力も
>元の状態に戻っているはずで応力による
>特性変化が要因というのも考えづらくなりませんか?


あなたのご指摘はこの問題の核心をついています。
この問題の核心は、温度を上げて、またもとの温度にもどしたとき、すべては元に戻っているのにレギュレータの電圧Ⅴoが戻っていない、ということなのです。
それが、科学的に説明できないのです。
チップ(ダイ)を変形させれば、Voが変化するのはあたりまえで、容易に説明できる。
しかし、温度を元に戻している、当然ダイ内のすべてが元の温度に戻るまでまってから測定します。
しかし、Voが違ってしまっているのですから不思議です。

■■ ダイ単体では起こらないのですから、プラスチックの膨張にヒステリシスがあるのかもしれません。これしか考えられませんね。
であれば、現在は改良されているかもしれない。
このあたりのことは、Greenline様にそうだんするしかないですね。

■■
>このオフセットはどれくらいの時間で
>緩和されるのでしょうか?
>緩和時間が極端に長いとすれば
>温度サイクルを何度も繰り返していくと
>途方も無いオフセットになりそうです。

緩和されないで、温度を変えなければそのまま不変だと思います。
温度サイクルを繰り返しても、同じループを回るだけですから途方も無く大きくなることは無いと思います。
温度サイクルの範囲が大きければより大きな変化をもつループとなり、小さな温度変化の温度サイクルならば小さなヒステリシスループとなるとおもいます。


■■ 磁性材料における磁化のヒステリシス現象も、不思議なもので理論的に理解できないそうです。

■■私の見た資料は家のどこかにありますが、現場を離れた今、単に保存してあるだけなので検索できない状態にあります。
LT社のANです。14年前ですかね。検索すればでてくるかもしれません。驚きの内容でした。キーワードはヒステリシスかなぁ...
LT社はAD社に負けないすごい会社ですから、データのきちんと取り、データシートに詳細なデータを掲載していますから、信頼できる情報だと思っています。
だいたい、メーカー自体がこのようなやばいデータを堂々と公表すること自体、LT社がいかに誠実で信頼できる会社であることを示しているのではないでしょうか。

■■実験してみたらおもしろうですね。
78シリーズあたりで、はじめのVoはかり、半田こてであっためて数時間後にVo測定、ですかね。


鳴門真樹 回答番号 4
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不思議ですね
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アクセス3272
投稿日時11/04/21 22:12
Taが元に戻っても、Tjはまだもとの温度に戻っていないのではないかと思ったのですがTjも多分もとの温度に戻っているとすると、パッケージの温度勾配も元に戻っているはずですね。
となると、ダイに加わっている応力も元の状態に戻っているはずで応力による特性変化が要因というのも考えづらくなりませんか?

このオフセットはどれくらいの時間で緩和されるのでしょうか?
緩和時間が極端に長いとすれば温度サイクルを何度も繰り返していくと途方も無いオフセットになりそうです。

aaaaaa 回答番号 3
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鳴門真樹様への回答
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アクセス3256
投稿日時11/04/20 04:29
鳴門真樹様へ

■■ コメントありがとうございます。

>最初Ta=20℃としてTa=40℃まで上げた後
>Ta=20℃に戻した際、
>最初の電圧にならないということでしょうか?

>それともTjでのお話でしょうか?

Taの話ですね。恒温槽で実験した場合ですね。
初期Ta1から上げていき、また戻してTa1にしてもVoが戻らない、ということです。

■■
>Taが元の温度に戻っても
>Tjは戻っていない可能性は無いのでしょうか?

まさか?LT社の資料に出てきた話しなので、そんなドジな実験はしないでしょう。


■■ Greenline様へ

了解しました。

Greenline 回答番号 2
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電圧リファレンスの温度ストレス
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アクセス3408
投稿日時11/04/19 21:43
温度によるストレスの話題が出ておりますが、ちなみにアナログ・デバイセズの電圧リファレンスでは、パッケージで生じる熱ストレスによる変動も含めてデータとして掲載しております。

どれが、とはすぐに挙げられませんが、同一ダイでも、パッケージによって温度精度が異なっている製品もあったりしております。ご参考まで。

鳴門真樹 回答番号 1
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Re:3端子レギュレータの温度ヒステリシス
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アクセス3454
投稿日時11/04/19 20:58
これって、たとえば
最初Ta=20℃としてTa=40℃まで上げた後
Ta=20℃に戻した際、最初の電圧にならないということでしょうか?

それともTjでのお話でしょうか?

Taだった場合、Tjが元の温度まで戻った状態でもヒステリシスはあるのでしょうか?

Siに物理的応力をかけると単純なPN接合のダイオードでもVfが変化しますし、それをチャネル領域で積極的に利用したのがSi-Geなのでパッケージの膨張等によりダイに応力が加わっている可能性もありますが、もっと単純にTaが元の温度に戻ってもTjは戻っていない可能性は無いのでしょうか?

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