演算増幅器について

反転増幅器において利得G=2.2、4.7、10[倍]のときの周波数特性を測定しました。また、出力波形からスルーレートを求めました。このとき使用した演算増幅器はLF356です。

(1)GB積は、利得A[倍]×遮断周波数[Hz]で計算することができ、理論的には一定になります。しかし、実際にはいろいろな影響があって一定にはなりません。このとき利得A[倍]のほうの誤差は、電源の内部抵抗や接続抵抗の誤差などを考慮し、そのずれを求めることができました。また、LF356の規格表にGB積の規格値が載っていたので、それから遮断周波数の理論式を組み立てることができました。しかし、そのとき遮断周波数にどのような要因で誤差がでるのか分からないので、誤差を含んだ式を考えることができていません。どのような要因が遮断周波数な影響を与え、誤差をしょうじているのでしょうか？

(2)スルーレートを求めたところ、LF356の規格表に載っている規格値(12[V/us])より0.17[V/us]ほど実験で求めたスルーレートは大きくなりました。例えば抵抗などにはカラーコードがありどのぐらいの誤差が許容されるのか分かりますが、この規格表には載っていませんでした。一般的にスルーレートどのぐらいまでの誤差が許容されるのでしょうか？また、どのような要因で誤差が生じるのでしょうか？

いろいろ調べたのですが、よく分かりませんでした。基本的なこととは思いますがどなたか教えてください。お願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： inara 回答日時： 2007/06/27 22:26

(2)　スルーレートの誤差について

LF356のデータシート [1] の3ページの「AC電気的特性」の表に、SR (Srew Rate)というのが出ていますが、B がついていない LF356 の場合、12 [V/μs] という数値の上に Typ と書いてあります。これは「典型値（Typical Value）であって、上限も下限も保障するものではありません」という意味です。一方、LF356B の場合、数値の上に Min と書いてあります。これは「最小でも 7.5 V/μs あることを保障します」という意味です。

私はアナログIC設計の仕事をしていました。データシートに Typ と書かれている値は、ICを設計するときの中心値の意味で、量産されるICはこの値付近のものが最も多いのですが、その値のバラツキまでは保障しかねる（量産時の検査が大変→コストアップ）という理由で、単に Typ としている項目です。最小値 Min または最大値 Max の記載のある項目は、量産時の特性検査で、その範囲にあるものだけ合格品として出荷しているものです（メーカによっては測定していない場合もあるかもしれません）。LF356B ではスルーレートの最小値(Min)が記載されているので、量産時にその測定がされているはずです（したがって値段は高くなっているはず）。

ICの大量生産では、測定項目が増えると測定時間が長くなり、ある時間で測定できるICの数が減ってしまいます。そうすると、「測定機の値段÷測定できるICの数」が大きくなって、測定コストが増えてしまいます（ICの価格には、設計・製造・販売のすべての費用がかかっています）。そのため、安いICでは、できるだけ測定項目を減らして、最低限の項目だけ検査したりします。お客さんから、この性能を保障して欲しいという要望があったとき、A とか B のサフィックスをつけた型番のICをカタログ上で作って、そのICのために測定項目を増やして、合格品だけをその型番として選別することもあります。実際には特性のバラツキがあって、そのような特性のICがわずかしかできない場合もあるので、そのようなICはかなり割高になります。

[1] LF356データシート　http://www.national.com/JPN/ds/LF/LF356.pdf

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
規格表に載っているMIN,MAXの意味は知っていましたが、TYPの意味は盲点でした。正確な値を出荷前に測定するとコストがかかるので、このような方法をとっているいるということは、とても納得できました。

お礼日時：2007/06/29 04:56

No.3 回答者： noname#101087 回答日時： 2007/06/28 17:20

(1) について、若干のコメントだけ。

データシートの "Open Loop Frequency Response" を見る限り、素直な利得シェーピング(一次ポール)ですね。
(現物のズレを解析し易そうです)
　・周波数特性は、振幅利得だけでなく位相シフトも測っておく。
　・一次ポールのシェーピングを前提にしたフィードバック・モデルでシミュレーションしておく。
各データの照合をすれば、ばらつきや寄生的な要素を推測する手がかりになるかも知れません。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
残念ながら位相特性は測定していないので、今度あらたに測定したいと思います。

お礼日時：2007/06/29 04:59

No.1 回答者： nrb 回答日時： 2007/06/27 19:43

実験で求めたスルーレートは大きくなりました

そうなるのは、当たり前ですね誤差でもなんでも無いです

LF356の規格表に載っている規格値(12[V/us])は最低保障値です
良いのに当たると規格より遥かにいい値がでます

製造時にはマージンがある状態で製作しますさらに
通常出荷する規格は最低保障よりいい数字で検査しますので
当然そうなるが正常なんですけど

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
規格表に載っている意味はそのような意味だということが分かりました。製品を大量に生産したら性能が全部同じにはならないですね。

お礼日時：2007/06/29 04:53