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オペアンプのスルーレートが発生する理由を教えてください。

A 回答 (1件)

アンプの利得(周波数領域での伝達特性)を素直な特性(周波数特性が1次のロールオフになるべく近くなるよう)にして、負帰還をかけた場合に動作が不安定にならない(発振しない)ように設計するのですが、そのときに、意図的にコンデンサ(数pF~数十pF)を内部の回路の途中に挿入します。

位相補償用コンデンサといわれるものです。

このコンデンサ(キャパシタ)を充電する電流源の能力に限界があるために、速い変化の信号に追いついていけなくなり、スルーレートが制限されることになります。コンデンサの両端の電圧を急激に変化させるには、大きな電流でチャージ(充電)する必要がありますが、オペアンプの内部回路に使われているトランジスタの電流供給能力の限界があるので、スルーレートが制約されます。

電圧Vの時間tに対する変化率と電流Iの関係はdV/dt = I/Cとなります。スルーレートを大きくするには、大きな電流を流せる電流源I[A]と小さな補償用コンデンサC[F]を組み合わせる必要があります。

なお、スルーレートはオペアンプの大振幅信号特性を表わすパラメータのひとつで、小信号の周波数特性とは直接の関係はありません。(非常に高周波まで増幅できるオペアンプが大きなスルーレートをもつとは限りません。)
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