卒業研究で担当教授から「低電圧cmosオペアンプの開発」というテーマを勧められたのですが、オペアンプ

卒業研究で担当教授から「低電圧cmosオペアンプの開発」というテーマを勧められたのですが、オペアンプが低電圧で使えるとなにが得なのですか？
電気電子工学科として理解できていないのが恥ずかしいばかりですがご教授いただけるとありがたいです。

No.3 ベストアンサー 回答者： m-jiro 回答日時： 2023/04/07 17:25

低電圧op-ampだとまずは電池で使えるようになります。

op-ampは1970年頃にIC化されたと思いますが、当時のものは電源電圧は±15Vの2電源で、出力電圧の最大値は±13Vぐらいでした。IC内部での飽和電圧が正負とも約2Vくらいあったのでこのあたりが限界でした。
低電圧op-ampを作るにはこの飽和電圧を小さくしなくてはなりません。
電源が5V一発で動作するop-ampを作っても、もし飽和電圧が正側、負側とも2Vずつあれば有効出力範囲は1Vしかなく使い物にはならんでしょう。
1980年ごろにLM358が開発され、負側はほぼ0Vまで出せるようになりましたが、正側はまだ1.5Vほど残っていました。つまり0～3.5Vしか出せなかったのです。
現在のrail-to-rail型のものは飽和電圧は0.1Vかそれ以下になっているので出力はほぼ電源電圧一杯まで可能です。電源電圧も2Vくらいで動作するものがあります。

似たようなことが入力側にも言えます。いわゆるコモンモードの入力電圧範囲です。初期のものは±10V程度でしたが現代のrail-to-rail型ではほぼ電源電圧一杯まで可能です。

No.2 回答者： xs200 回答日時： 2023/04/06 21:25

電圧が低いほど消費電力は少ない

電池で動かせる

真空管OPアンプは±300 V/±150 Vを印加していましたが現在こんなの使えますか? 現在の標準である±15 Vでも高すぎです。電池で動かせません。電池で動かそうとしたら電圧を低くして消費電力を少なくするのが要求されます。開発するならRail to Railで高速なのを目指してください。

No.1 回答者： OnneName 回答日時： 2023/04/05 23:39

乾電池、NiCd電池一本で動作する。