L M 324/LM2 902

L M 324/LM2 902
ご注意:この日本語データシートは参考資料として提供しており、内容
が最新でない場合があります。製品のご検討およびご採用に際
しては、必ず最新の英文データシートをご確認ください。
LM124/LM224/LM324/LM2902
LM324/LM2902
低消費電力クワッド汎用オペアンプ
概要
利点
LM324 シリーズは独立した高利得、周波数補償回路内蔵のオ
ペアンプを 4 個実装してあるデバイスで、単一電源のしかも広範
囲な電源電圧で動作する事を特に目的として設計してあります。
また、±両電源によっても動作可能です。消費電流は少なく、供
給電源電圧には無関係に一定です。
■ ±両電源を要さず単一電源で作動。
■ シングルチップに 4 個もの位相保償済オペアンプを内蔵。
■ GND レベルをほぼ検知でき Vout スイングも GND レベルまで
可。
■ 全てのロジック型式と対応可。
■ ローパワーなのでバッテリ動作に最適。
アプリケーションとしては、
トランスデューサ用増幅器や DC ゲイン・
ブロックがあり、また一般のオペアンプが使用されている各種アプ
リケーション回路を、このデバイスにより単一電源で動作させるこ
とができます。例えば、LM324 によれば、通常オペアンプで要求
される± 15V の±両電源を要することなく、デジタル・システムで
用いられている 5V の単一電源により直接動作させることが可能
です。
特長
■
■
■
■
ユニークな特性
■
■
■
■ リニア動作領域では、単一電源動作であっても入力同相電
圧はグラウンド・レベルまでとれ、また出力電圧もグラウンド・
レベルまで振幅が得られます。
■ ユニティ・ゲインのクロス周波数は温度補償されているため、
一定です。
■ 入力バイアス電流についても同様に温度補償されています。
■
■
■
ユニティ・ゲインとするための周波数補償回路内蔵
100dB
大直流電圧利得
1MHz
広帯域 ( ユニティ・ゲイン ) ( 温度補償付き )
3V ∼ 32V
広い電源電圧動作幅、単一電源 :
±両電源 :
± 1.5V ∼± 16V
極少な消費電流(70μA)。基本的には電源電圧に依存しない。
45nA
低入力バイアス電流 ( 温度補償付 )
2mV
低入力オフセット電圧
5nA
低入力オフセット電流
入力同相電圧、グラウンドレベルまで可
差動入力電圧幅は電源電圧レベルまで可
0V ∼ V +− 1.5V
大出力電圧振幅
ピン配置図
Dual-In-Line Package
Top View
2UGHU1XPEHU /00/00;/0$0/0$0;/00
/00;/01/0$1/007/007;RU/01
6HH163DFNDJH1XPEHU-$0$RU1$
20000801
© National Semiconductor Corporation
1
Printed in Japan NSJ 7/2001
LM324/LM2902 低消費電力クワッド汎用オペアンプ
2000 年 8 月
LM324/LM2902
等価回路
http://www.national.com
2
本データシートには軍用・航空宇宙用の規格は記載されていません。
関連する電気的信頼性試験方法の規格を参照下さい。
LM324/LM324A
LM324/LM324A
LM2902
+
32V
26V
保存温度範囲
差動入力電圧
32V
26V
リード温度
電源電圧 V
LM2902
− 65 ℃∼+ 150 ℃ − 65 ℃∼+ 150 ℃
260 ℃
260 ℃
260 ℃
260 ℃
ベーパ・フェーズ (60 秒 )
215 ℃
215 ℃
GND への出力回路短絡
赤外線 (15 秒 )
220 ℃
220 ℃
( アンプ 1 回路 ) (Note 2)
その他の表面実装法については、アプリケーションノートAN450 " 表面実装法と製品信頼性上における効果 " を参照下さ
い。
入力電圧
( ハンダ付け、10 秒 )
− 0.3V ∼+ 32V − 0.3V ∼+ 26V
ハンダ付け条件
入力電流
(VIN <− 0.3V) (Note 3)
50mA
DIP パッケージ
50mA
ハンダ付け (10 秒 )
消費電力 (Note 1)
モールド DIP
1,130mW
SO パッケージ
V+
800mW
≦ 15V および TA = 25 ℃
動作温度範囲
SO パッケージ
1,130mW
800mW
連続
連続
0 ℃∼+ 70 ℃
− 40 ℃∼+ 85 ℃
ESD 耐圧 (Note 10)
250V
250V
電気的特性 特記のない限り、V +=+ 5.0V (Note 4)
Parameter
Conditions
Input Offset Voltage
(Note5) TA = 25 ℃
Input Bias Current
IIN( + ) または IIN( − ), VCM = 0V,
(Note 6)
TA = 25 ℃
Input Offset Current
IIN( + ) または IIN( − ), VCM = 0V,
LM324A
Min
Units
Typ
Max
2
3
mV
45
100
nA
5
30
nA
V +− 1.5
V
TA = 25 ℃
Input Common-Mode
V += 30V, (LM2902, V += 26V),
Voltage Range (Note 7)
TA = 25 ℃
Supply Current
Over Full Temperature Range
0
RL =∞ On All Op Amps
+
mA
+
V = 30V (LM2902 V = 26V)
1.5
3
V += 5V
0.7
1.2
Large Signal
V += 15V, RL ≧ 2kΩ,
Voltage Gain
(VO = 1V to 11V), TA = 25 ℃
Common-Mode
DC, VCM = 0V to V +− 1.5V,
Rejection Ratio
TA = 25 ℃
3
25
100
V/mV
65
85
dB
http://www.national.com
LM324/LM2902
絶対最大定格
LM324/LM2902
電気的特性 特記のない限り、V +=+ 5.0V (Note 4) ( つづき)
Parameter
Conditions
Power Supply
Rejection Ratio
Amplifier-to-Amplifier
Coupling (Note 8)
Output Current
Source
Min
V += 5V to 30V
(LM2902, V += 5V to 26V),
TA = 25 ℃
f = 1 kHz to 20 kHz, TA = 25 ℃
(Input Referred)
65
VIN += 1V, VIN −= 0V,
20
LM324A
Typ
Units
Max
100
dB
− 120
dB
40
V += 15V, VO = 2V, TA = 25 ℃
Sink
Short Circuit to Ground
VIN −= 1V, VIN += 0V,
V += 15V, VO = 2V, TA = 25 ℃
10
20
VIN −= 1V, VIN += 0V,
V += 15V, VO = 200 mV, TA = 25 ℃
12
50
Input Offset Voltage
VOS Drift
Input Offset Current
IOS Drift
Input Bias Current
(Note 2) V += 15V, TA = 25 ℃
(Note 5)
RS = 0Ω
IIN( + ) − IIN( − ), VCM = 0V
RS = 0Ω
IIN( + ) or IIN( − )
Input Common-Mode
V +=+ 30V
Voltage Range (Note 7)
Large Signal
Voltage Gain
Output Voltage
(LM2902,
VOH
VOL
60
mA
5
30
75
300
200
mV
μV/ ℃
nA
pA/ ℃
nA
V +− 2
V
7
10
40
0
V+
= 26V)
15
26
27
+
V = 5V, RL = 10 kΩ
Source
μA
40
V +=+ 15V (VOSwing = 1V to 11V)
RL ≧ 2 kΩ
RL = 2 kΩ
V += 30V
(LM2902, V += 26V)
RL = 10 kΩ
Swing
Output Current
mA
VO = 2V
Sink
VIN +=+ 1V,
VIN −= 0V,
V += 15V
10
VIN −=+ 1V,
VIN += 0V,
V += 15V
5
V/mV
V
28
5
20
mV
20
mA
8
電気的特性 電気的特性特記のない限り、V +=+ 5.0V(Note 4)
Parameter
Conditions
Min
LM324
Typ
Max
2
7
Min
LM2902
Typ
Max
2
7
Units
Input Offset Voltage
Input Bias Current
(Note 6)
Input Offset Current
(Note 5) TA = 25 ℃
IIN( + ) または IIN( − ), VCM = 0V,
TA = 25 ℃
IIN( + ) または IIN( − ), VCM = 0V,
TA = 25 ℃
Input Common-Mode
V += 30V, (LM2902, V += 26V),
TA = 25 ℃
Over Full Temperature Range
RL =∞ On All Op Amps
V += 30V (LM2902 V += 26V)
V += 5V
0
V += 15V, RL ≧ 2kΩ,
(VO = 1V ∼ 11V), TA = 25 ℃
25
100
25
100
V/mV
DC, VCM = 0V to V +− 1.5V,
TA = 25 ℃
65
85
50
70
dB
65
100
50
100
dB
Voltage Range (Note 7)
Supply Current
Large Signal
Voltage Gain
Common-Mode
Rejection Ratio
Power Supply
Rejection Ratio
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mV
45
250
45
250
nA
5
50
5
50
nA
V +− 1.5
V
V +− 1.5
0
mA
1.5
0.7
3
1.2
1.5
0.7
3
1.2
V += 5V to 30V
(LM2902, V += 5V to 26V),
4
Parameter
Amplifier-to-Amplifier
Coupling (Note 8)
Output Current
Source
Sink
Short Circuit to Ground
Input Offset Voltage
VOS Drift
Input Offset Current
IOS Drift
Input Bias Current
Input Common-Mode
Voltage Range (Note 7)
Large Signal
Voltage Gain
Output Voltage
VOH
Swing
VOL
Output Current
Source
( つづき )
LM324
Conditions
Min
TA = 25 ℃
f = 1 kHz to 20 kHz, TA = 25 ℃
(Input Referred)
Typ
LM2902
Max
Min
− 120
VIN += 1V, VIN −= 0V,
V += 15V, VO = 2V, TA = 25 ℃
Typ
− 120
20
40
20
40
VIN = 1V, VIN = 0V,
V += 15V, VO = 2V, TA = 25 ℃
10
20
10
20
VIN −= 1V, VIN += 0V,
V += 15V, VO = 200 mV, TA = 25 ℃
12
50
12
50
−
Max
dB
mA
+
40
(Note 2) V += 15V, TA = 25 ℃
(Note 5)
RS = 0Ω
IIN( + ) − IIN( − ), VCM = 0V
RS = 0Ω
IIN( + ) or IIN( − )
60
40
9
V +=+ 30V
(LM2902, V += 26V)
V +=+ 15V (VOSwing = 1V to 11V)
RL ≧ 2 kΩ
RL = 2 kΩ
V += 30V
15
26
(LM2902, V += 26V)
27
RL = 10 kΩ
V+
= 5V, RL = 10 kΩ
VO = 2V
VIN +=+ 1V,
VIN −= 0V,
10
mA
10
150
200
mV
μV/ ℃
nA
500
10
40
500
pA/ ℃
nA
V +− 2
V
V +− 2
0
60
7
45
7
10
40
μA
0
15
22
28
5
20
23
20
10
V/mV
V
24
5
100
VIN −=+ 1V,
VIN += 0V,
mV
20
mA
V += 15V
Sink
Units
5
8
5
8
V += 15V
Note 1:
Note 2:
高温動作時には、LM324/LM324A/LM2902 は、いずれも、プリント板上にハンダ付され強制空冷を行わない場合には、最大接合部温度 125 ℃及び
88 ℃ /W の熱抵抗を考慮しながら定格を下げて使用しなくてはなりません。また最大許容損失は 4 個のオペアンプの全てをトータルしたものとなるので注
意を要し、可能な場合には外付けの抵抗等によりそれぞれの許容損失に対して限度までコントロールしたりあるいは、損失を下げて使用しなければなりま
せん。
出力が V + とショートした場合には、デバイスは極度に温度上昇してしまい破壊につながってしまいます。最大出力電流は約 40mA であって、V + の値
には左右されません。また電源電圧が+ 15V よりも高くなっていると、連続短絡は許容損失定格を越えてしまい、デバイスが焼損することになります。ま
た 4 個のアンプが同時に短絡してしまっている時には、デバイスは許容損失を越え、焼損する原因となります。
Note 3:
この入力電流は、いずれかの入力端子が負電圧でドライブされている時にのみ存在します。これは、入力部 PNPトランジスタのコレクタベース接合が順
方向にバイアスされてしまうので、あたかも入力部のクランプ・ダイオードとして動作するからです。これ以外にもまた、IC チップ上に存在する NPN の寄
生トランジスタによる原因もあります。 即ち、このトランジスタが動作すると、一入力でも負にドライブされている間、オペアンプ出力電圧が V + レベル ( 大
入力のオーバドライブ時にはグラウンドレベル ) となるよう働いてしまうからです。 但し、これらはデバイスの破壊にはつながらず、入力電圧のうち負電圧と
なっているものが− 0.3VDC よりも大きくなってくれば (25 ℃の場合 )、ただちに元の正常動作に復帰します。
Note 4:
これらのスペックは特記がない限りLM324/LM324A は、0 ℃≦ TA ≦+ 70 ℃、LM2902 は、− 40 ℃≦ TA ≦+ 85 ℃とします。
Note 5:
両入力端子を RS = 0Ω で GND に接続したときの出力は V0 ≅1.4VDC となります。 電源電圧 V + = 5V ∼ 30VDC、全ての同相入力電圧範囲 (0VDC
∼ V + − 1.5VDC) 内で有効です。 LM2902 では、V + = 5V ∼ 26V です。
Note 6:
入力電流の流れる向きは PNP 入力のため、IC 内部から流出する方向です。この値は基本的にはコンスタントであって、出力の状態にも左右されないた
め負荷の変動に対しては入力電流は変化しません。
Note 7:
入力同相電圧またはどちらかの入力電圧も− 0.3V 以下の負電圧となってはなりません (25 ℃の場合 )。また、最大上限の同相電圧は V + − 1.5Vとなっ
ていますが (25 ℃の場合 )、V + の大きさには左右されないため、どちらか一入力もしくは両入力電圧は+ 32VDC まで印加しても破壊しません。 ( 但し、
LM2902 は+ 26VDC まで
Note 8:
外付け部品が近接していると、これら部品間の浮遊容量によって結合が起きがちなので注意を要します。この現象はより高い周波数で容量が増加する
ため典型的となります。
Note 9:
省略
Note 10: 使用した試験回路は、人体モデルにもとづき直列抵抗 1.5kΩと 100pF のコンデンサから成ります。 回路を使用し、各端子に放電します。
5
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LM324/LM2902
電気的特性 電気的特性特記のない限り、V +=+ 5.0V (Note 4)
LM324/LM2902
代表的な性能特性
Input Voltage Range
Input Current
Supply Current
Voltage Gain
Open Loop Frequency
Response
Common Mode Rejection
Ratio
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6
LM324/LM2902
代表的な性能特性 ( つづき)
Voltage Follower Pulse
Response
Voltage Follower Pulse
Response (Small Signal)
Large Signal Frequency
Response
Output Characteristics
Current Sourcing
Output Characteristics
Current Sinking
Current Limiting
7
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LM324/LM2902
代表的な性能特性 ( つづき)
Input Current (LM2902 only)
Voltage Gain (LM2902 only)
アプリケーション・ヒント
LM324 シリーズは、単一電源動作のオペアンプであり、真に差
動入力で動作し、0VDC の入力同相電圧でもリニア・モードを有
しています。またいずれも広範な電源電圧で動作して、特性、性
能にあまり変化がない特長を持っています。 25 ℃での増幅器動
作では、電源電圧を 2.3VDC としても、ほとんど問題が起きること
はありません。
但し、DC 動作のように負荷がダイレクトに接続される様なアプリ
ケーション例にあっては、クロス・オーバ歪は発生しません。
容量性負荷がダイレクトに出力に接続されている時には、増幅器
の閉回路としての安定性を損なうことになり、ワーストケースの非
反転ユニティ・ゲイン回路の場合では 50pF までが適応できます。
また、大容量負荷をドライブする必要がある場合には、閉回路利
得を大きくとるとか抵抗による分離等を考慮しなければなりませ
ん。
パッケージのピンアウトは、簡単にプリント板上のレイアウトが行える
様考慮してあります。即ち、反転入力端子はどのオペアンプも出
力部の傍にあり、それらの出力部もパッケージの角部に配置して
あります。 (ピン 1、7、8、14。 )
LM324 のバイアス回路は、電源電圧の変動とは関係なく一定の
電流を与えるようになっているので、3VDC ∼ 30VDC の広範な範
囲の電源電圧で動作可能です。
次の各点に対しあらかじめ注意を払う必要があります。どの IC に
対しても、極性を間違えて電源電圧を供給する事は絶対にして
はなりません。またテスト・ソケットに逆挿入してしまうと無限大の
サージ電流が IC 内部に存在するダイオード類に順方向となって
流入してしまうため、内部結線を焼損したり、デバイス破壊の原
因となる事があります。
出力側の短絡、即ち、グラウンド間、あるいは正の電源との場合
は、共に短時間でなければなりません。 短絡が起きると、デバイ
スは、短絡電流による内部結線の焼損のみだけでなく、むしろ、
IC チップの許容損失の増大による方が大で、
これにより接合部が
過大温度となってしまうため基本的にICは破壊してしまうのです。
直接的な短絡が、1 個以上の増幅器で同時に発生するとすれ
ば、仮に、許容損失制限用外部抵抗が出力リードと直列に入っ
ている等の適切な保護回路が無い場合には、ICトータルの最大
損失を越えて破壊するレベルに達してしまうのです。このシリーズ
のオペアンプは、25 ℃において大きな値のソース出力電流を供給
できるので、通常の標準的な IC オペアンプよりも大きい出力電流
を温度が上昇した場合にも流せる性能を有しています。( 代表的
な性能特性を参照 )
このシリーズのICは大レベル差動入力電圧を容易に与えることが
できるようになっていて、入力部に保護用のダイオードが不要であ
るため入力電流を取られることもないので、大レベルの入力電圧
を印加できます。この差動入力電圧は IC を破壊することなく、
V + を超えて値を与えることが可能となっていますが、25 ℃におい
て、− 0.3VDC 以下の負電圧が与えられる場合には何等かの防
護が必要です。 通常、IC の入力端子に対しクランプ・ダイオー
ド 1 個を抵抗を用いて接続します。
ここに掲載してある典型的なアプリケーション例の各回路は、単
一電源によるものを強調して掲げてありますが、当然、±両電源
が供給できる場合には、他の標準的な IC オペアンプの回路が適
用できます。一般にこの IC は、単一電源方式によって作動させ
るので、疑似グラウンド (V + /2 リファレンス・バイアス電圧 ) を中
心としてその上下の電圧によって動作することになります。ここに
は多くのアプリケーション例が掲げられていますが、いずれも広範
な入力同相電圧 ( グラウンドレベルを含む )という特長を生かして
あります。ほとんどの場合は、また入力のバイアスは不必要で入
力電圧はグラウンド・レベルとすることも可能です。
消費電流を少なくするため、このシリーズのオペアンプは小信号
に対して出力段は A 級として動作し、大信号モードでは B 級の
増幅器として動作します。これにより、この増幅器はかなり大きい
ソース及びシンク電流をとることができます。 従って、NPN 及び
PNP のトランジスタを外部接続することによりカーレント・ブースタと
して動作させ、オペアンプの出力を増加させることが可能です。
出力を電流シンクとして使用する場合は、内部のバーティカル
PNP トランジスタをバイアスするために出力電圧をグラウンドよりダ
イオード 1 個分高くする必要があります。
容量性負荷の AC 動作のアプリケーションにあっては、出力端子
とグラウンド間に抵抗器 1 個を接続し、A 級動作のバイアス電流
を増加させ、また、クロス・オーバ歪を減らすようにします。
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8
LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC)
Non-Inverting DC Gain (0V Input = 0V Output)
R は不要。
*IIN が温度に依存しないため、
DC Summing Amplifier
(VIN'S ≧ 0 VDC and VO ≧ VDC)
Power Amplifier
VIN = 0 VDC の場合 V0 = 0 VDC
AV = 10
ここで、V0 = V1 + V2 − V3 − V4
(V1 + V2) ≧ (V3 + V4) の場合、
VO > 0 VDC
9
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LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
“ BI-QUAD”
”RC Active Bandpass Filter
LED Driver
fo = 1 kHz
Q = 50
AV = 100 (40 dB)
Fixed Current Sources
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Lamp Driver
10
LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
Current Monitor
Driving TTL
*(IL を小さくするには R1 を大きくする )
Voltage Follower
Pulse Generator
11
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LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
Squarewave Oscillator
Pulse Generator
High Compliance Current Sink
IO = 1 amp/volt VIN
(IO を小さくするには RE を大きくする )
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12
LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
Low Drift Peak Detector
Comparator with Hysteresis
Ground Referencing a Differential Input Signal
VO = VR
13
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LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
Voltage Controlled Oscillator Circuit
* 幅広い制御電圧範囲 : 0 VDC ≦ VC ≦ 2 (V + − 1.5 VDC)
Photo Voltaic-Cell Amplifier
AC Coupled Inverting Amplifier
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14
LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
AC Coupled Non-Inverting Amplifier
DC Coupled Low-Pass RC Active Filter
fO = 1 kHz
Q=1
AV = 2
15
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LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
High Input Z, DC Differential Amplifier
High Input Z Adjustable-Gain
DC Instrumentation Amplifier
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16
LM324/LM2902
単一電源動作回路でのアプリケーション (V += 5.0 VDC) ( つづき )
Using Symmetrical Amplifiers to
Reduce Input Current (General Concept)
Bridge Current Amplifier
Bandpass Active Filter
fO = 1 kHz
Q = 25
17
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LM324/LM2902
外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters)
MX S.O. Package (M)
Order Number LM324M, LM324MX, LM324AM, LM324AMX, LM2902M or LM2902MX
NS Package Number M14A
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18
LM324/LM2902
外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters) ( つづき )
Molded Dual-In-Line Package (N)
Order Number LM324N, LM324AN or LM2902N
NS Package Number N14A
19
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LM324/LM2902 低消費電力クワッド汎用オペアンプ
外形寸法図 単位は millimeters ( つづき)
14-Pin TSSOP
Order Number LM324MT or LM324MTX
NS Package Number MTC14
生命維持装置への使用について
弊社の製品はナショナル セミコンダクター社の書面による許可なくしては、生命維持用の装置またはシステム内の重要な部品とし
て使用することはできません。
1. 生命維持用の装置またはシステムとは (a) 体内に外科的に使
用されることを意図されたもの、または (b) 生命を維持ある
いは支持するものをいい、ラベルにより表示される使用法に
従って適切に使用された場合に、これの不具合が使用者に身
体的障害を与えると予想されるものをいいます。
2. 重要な部品とは、生命維持にかかわる装置またはシステム内
のすべての部品をいい、これの不具合が生命維持用の装置ま
たはシステムの不具合の原因となりそれらの安全性や機能
に影響を及ぼすことが予想されるものをいいます。
ナショナル セミコンダクター ジャパン株式会社
本社/〒 135-0042 東京都江東区木場 2-17-16
技術資料(日本語 / 英語)はホームページより入手可能です。
http://www.national.com/JPN/
TEL.(03)5639-7300
その他のお問い合わせはフリーダイヤルをご利用下さい。
フリーダイヤル
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