ハイインピーダンスノード ローインピーダンスノード

回路設計でICを作った場合、実際に評価する作業が必要になります。
シミュレーションではどこのノードでも簡単に見ることができますが、
実物はそうはいきません。
ボルテージフォロアの出力などローインピーダンスノードは問題ありませんが、
ハイインピーダンスノードはプローブを当てただけで結果が変わってしまいます。

この、ハイインピーダンスノードとローインピーダンスノードはどうやって見分ければよいのでしょう？

帰還がかかっていない単純にゲートに接続されているノードはハイインピーダンスノード？
帰還ループの内側はすべてローインピーダンス？

回路設計の専門家の方や、このあたりのことが詳しく書いてある文献や
HPなどご存知でしたら教えていただけないでしょうか

質問者からの補足コメント

• 

  補足いただき誠にありがとうございます。
  1)RF2の抵抗上側のインピーダンスは、RF1//RF2で納得できます。
  2)AMP1の＋端子は入力無限大も納得できます。
  この1)と2)がつながっているので、RF1//RF2//（AMP1の＋端子の入力抵抗）となり、
  AMP1の＋側の入力抵抗は無限大なので、ほぼRF1//RF2で決まる　という考えでよいでしょうか？
  
  RF1//RF2が低い値であれば、ここは直接オシロ(1MΩ)でプロービングしても大丈夫そうなので、
  PADを用意しておけばバッファせずに直接モニタできるというわけですね。

  No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/10/28 22:18

• ご回答ありがとうございます。
  AC的に見てRF1の上側が低インピーダンス（AC接地）、
  RF2の下側も接地で、AC等価回路としての合成抵抗はRF1//RF2と考えましたが
  違っていたでしょうか？
  見たいのはDCとAC両方です（所望の電圧レベル、波形応答になっているかなど）
  
  たしかに、PADだけ用意しただけでは負荷容量がついてループの周波数応答が
  かわってしまいますね。気を付けるようにします。

  No.5の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/10/30 22:29

No.4 ベストアンサー 回答者： angkor_h 回答日時： 2016/10/28 01:49

No.3/No.1です。

No.3の一部を訂正させてください、スミマセン。

> RF2の抵抗上側のノードは低インピーダンスなのでしょうか？
VDDからMPP1を見る方向は十分小さい(ほぼゼロ)ので、
「RF2の抵抗上側」は、RF1//RF2(並列値)となます。
帰還先であるAMP1+は入力無限大(理想)なので、比較すれば「低インピーダンス」です。
つまり、
AMP1+>>RF1//RF2
この左右が近い値だと、帰還率=RF2/(RF1+RF2)が崩れます。

No.6 回答者： bogen555 回答日時： 2016/10/31 21:16

仕事でIC設計をしていて、周りに相談できる人がいなかったら、上司に言って相談できる人を雇うかコンサルタントと契約した方が良いですよ。

IC設計を失敗したら、損害はどのくらいになるか、当然上司は判断できるはずです。
日本のICメーカーは業績不振のところが多かったんで、リストラされたベテランが一杯いるから、人の手当は大丈夫です。（キッパリ！

ローインピーダンスとかハイインピーダンスとかは相対的な問題だから、プローブのモデルを作るかメーカーからもらうかして、シミュレータにプローブ・モデルを接続してどの程度波形が変わるか見れば良いんじゃないでしょうか？
プローブ・モデルの妥当性は、実測波形とシミュレーション波形を見ればわかるし、違っているようなら、プローブ・モデルを変更して実測値に合わせればOKでしょう。

この回答へのお礼

御回答ありがとうございます
ここで回答が得られればと思い質問させていただきましたが、
人手配するのが一番手っ取り早いのは確かです。。

SIMでプローブモデルを当ててどうなるかは見てみようと思います。

お礼日時：2016/11/01 22:05

No.5 回答者： rabbit_cat 回答日時： 2016/10/28 23:49

> 1)RF2の抵抗上側のインピーダンスは、RF1//RF2で納得できます。

DCで見ればそうですけど、DCだけ気にすればいいんですか？
正直、DCだけしか考えないなら、こんな回路、わざわざ測る必要性を全く感じないですけど。。
（AC特性を気にするから測りたくなるんじゃないんですかね）

それから、
> RF1//RF2が低い値であれば、ここは直接オシロ(1MΩ)でプロービングしても大丈夫そうなので、
> PADを用意しておけばバッファせずに直接モニタできるというわけですね。
パッドつけるということは、つまり、RF2の上側のノードに大きな容量をぶら下げるということなので、
パッドがない場合と比べてループの周波数特性が変わりますよ。
それでも問題ないならよいと思います。

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2016/10/28 01:36

No.1です。

> RF2の抵抗上側のノードは低インピーダンスなのでしょうか？
VDDからMPP1を見る方向が低インピーダンスです。
電圧出力源は内部抵抗ゼロが理想で、等価回路もそのように描くはずです。
物理回路もそのように設計しないと、電圧変動が大きくなります。
なお、電流源の内部抵抗は無限大が理想になります。

この回路の帰還先であるAMP1+は入力無限大(理想)です。
この帰還ラインをプローブで見るときは、RF1-RF2の接続点を見るべきで、
AMP1+端子を見てはいけません(直接配線とはなっていますが)。

No.2 回答者： bogen555 回答日時： 2016/10/27 09:52

> ICの内部設計は極限られた専門分野なので、市販の書籍は無いと思います。

現在、電子回路設計の書籍は、初心者向けの一部を除いて、ICの内部設計がメインです。
Amazonで検索し購入して調査すれば、一目瞭然です。

閑話休題、以前同窓会でIC屋さんと一緒になり、そのとき聞いた話ですが、IC内部のノードはシミュレーションで見るそうです。
とゆうのはデザイン・ルールが微細化しすぎて、内部ノードにはプローブが当てられないそうです。
特性チェックが必要なところは、プロービング用パッドを用意するそうですけど。
また通信用のICのように内部クロックが100GHz超なんて測定器もありませんし。
センサ用ICのようにパッケージングすると特性の変わるICだと多価アルコールに漬けて測定するとか。

もし質問者が学生だったら、指導教官にIC屋さんを紹介してもらえば、詳しい話を聞けるでしょう。
学生じゃなかったら、同窓生でIC屋さんを探して聞いたらどうでしょうか？
同窓会にこまめに出席すると、いろんな人に会えますよ。

この回答へのお礼

私は仕事でIC設計をしています。
メジャーな書籍は一通り持っていますが、この点を明確に書いていないため質問させていただきました。
プロービング用にパッドを用意するのはその通りです。が、どういうところは針あて可能で、どういうところは針あてできないかがわからないと、パッドを用意していいのかどうかがわからなくて困っています。周りに相談できる人がいないため、こちらでお聞きしました。

お礼日時：2016/10/27 22:27

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2016/10/26 23:06

ICの内部設計は極限られた専門分野なので、市販の書籍は無いと思います。

専門各社が自社に蓄積したノウハウは当然守られており、門外不出です。

初歩からのお勉強であれば、トランジスター回路読本(ロジック分野)でしょう。
若しくは、昔のロジックIC特性表(TTLやCMOS等)に示される内部回路、とか。
しかし、内部に寄生する所の等価回路は示されていません。
ハイインピーダンスかローインピーダンスかは、この内部回路の特徴を掴めばわかります。
しかし、ハイ/ローは比較の問題であり、絶対値ではありません。

ゲート間接続の基本はロー出力・ハイ入力です。
帰還も同じです。帰還先がローでは出力負荷になってしまいます。
高周波や長距離ではインピーダンスマッチングとして、ロー出力に直列抵抗を、ハイ入力に並列抵抗を挿入するのが一般的です。

プローブ接触が影響する場合は、専用のモニター回路等を設けるのが一般的です。

ご参考まで。

この回答へのお礼

＞帰還先がローでは出力不可になってしまいます。
確かにそう考えればわかるような気がします。

ご回答ありがとうございました。

例えば
http://astamuse.com/ja/drawing/JP/2008/003/727/A …
のRF2の抵抗上側のノードは低インピーダンスなのでしょうか？

お礼日時：2016/10/27 22:43