Zusammenfassung
Operationsverstärker sind Verstärkerschaltungen mit einem symmetrischen Eingang, d.h. zwei Eingangsanschlüssen, die sowohl eine hohe Impedanz zur Masse, als auch untereinander haben, und einem unsymmetrischen (single ended) Ausgang. Die Gleichspannungsverstärkung ist üblicherweise sehr groß und bei normalen Operationsverstärkern bis zu mittleren Frequenzen, bei Breitbandverstärkern bis zu relativ hohen Frequenzen als praktisch konstant zu betrachten.
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Bemerkungen
Die Frequenzantwort von Bild 3.1(b) gehört zum RCA CA3100, Data Bulletin File Nr. 625.
‚The Art of Electronics‘ von P.Horowitz und W.Hill, Cambridge University Press, 1980, Kap.3, eignet sich besonders für den Bereich der Operationsverstärker. Bemerkenswert ist ebenfalls das laborbegleitende Handbuch von P.Horowitz und I.R.obinson, Cambridge University Press, 1981. Für Einzelheiten bzgl. des Entwurfs und der Synthese von Operationsverstärkern kann ‚Analysis and Design of Analog Integrated Circuits‘ von P.R.Gray und R.G.Meyer, John Wiley, 1984, (2.Ausgabe), empfohlen werden. Weitere Referenzen werden in Kapitel 4, Bemerkung 1 gegeben.
In allen algebraischen Gleichungen benutzen wir I für den Strom und U für die Spannung zusammen mit großgeschriebenen Indices (E, B, C für Emitter, Basis, Kollektor) für Gleichspannungsgrößen und kleingeschriebenen Indices (e,b,c,) für Kleinsignalgrößen.
Es ist bemerkenswert, daß eine derart elegante Lösung mit der älteren Elektronik nicht möglich war. Hochvakuumröhren mit heißer Kathode ließen sich nur für eine Ladungsträgerpolarität herstellen.
US-Patent Nr. 3364434 vom 16.1.1968, vergeben an R.Widlar und die Firma Fairchild.
M.G.Scroggie, ‚Wireless World‘, 51, 194–96, Juli 1945.
Trotzdem wurde diese Schaltung im Fairchild 702A verwendet, der der erste Operationsverstärker war, den auch Bastler bekommen konnten. Die Schaltung wurde nicht in den üblichen Zeitschriften beschrieben, sondern in einem Fairchild Anwender Bericht: AR 131, Jan.1965, von R.Widlar.
Dies war die berühmte 709-Schaltung, die von R.J.Widlar in Proc. Nat. Electronics Conf., 21, 85–89, 1965, beschrieben wird.
US-Patent Nr. 2663806 vom 22.12.1953, vergeben an S.Darlington und Bell Labs Inc.
US-Patent Nr. 3320439 vom 16.5.1967, an R.J.Widlar und die Fairchild Company.
‚Analysis and Design of Analog Integrated Circuits‘ von P.R..Gray und R.G.Meyer, John Wiley, 1984, behandelt in Kapitel 4 diverse Stromquellen, -senken und -spiegel.
Man beachte die beiden Berichte von O.H.Schade, RCA Review, 37, 404–24, 1976, und 39, 250–77, 1978.
Precision Monolithics Inc. Data Book, 1984, S. 5–30 und 5–50.
Siehe Bemerkung 1.
R.J.Widlar, National Semiconductor Corp. Application Note AN-29, 1969.
G. Erdi, IEEE J.Solid State Circuits, SC-16, 653–661, 1981.
K.E. Kujijk, IEEE J.Solid State Circuits, SC-8, 458–462, 1973.
D.del Corso und V.Pozzolo, ‚Alta Frequenza‘, XLIII, Nr. 12, 1018–22, 1974.
RCA CA3193, Data Bulletin File Nr.1249. RCA CA3493, Data Bulletin File Nr. 1290.
D.P. Laude, IEEE T.Solid State Circuits, SC-16, 748–750, 1981.
Precision Monolithics Inc. Data Book, 1984, S. 5–127 u. 5–139.
Precision Monolithics Inc. Data Book, 1984, Abschnitt 9.
Kapitel 1, Bemerkung 11.
Siehe dazu F.Riedel, ‚MOS-Analogtechnik‘, R.Oldenbourg Verlag, 1988.
Diese Möglichkeit der Festlegung des Kollektorstroms haben wir bereits in Abschnitt 1.2 im Zusammenhang mit Bild 1.2 kennengelernt. Dort legt der Widerstand R2 den Strom in Q fest.
Das Problem der Potentialverschiebung (level shifting) wird z.B. bei U.Tietze u. Ch.Schenk, ‚Halbleiter-Schaltungstechnik‘, 9.Aufl., Springer-Verlag, 1989, Abschnitt 7.5 behandelt.
Dies folgt direkt aus der Gleichung für die Übertragungskennlinie eines Bipolar-Transistors (siehe z.B. U.Tietze u. Ch.Schenk, ‚Halbleiter-Schaltungstechnik‘, 9.Aufl., Springer-Verlag, 1989, Abschnitt 4.1.
M.Herpy, ‚Analoge integrierte Schaltungen‘, Franzis-Verlag, 1976, 133–134.
Über die Realsisierung genauer Widerstandsverhältnisse siehe z.B. D.J.Allstot und W.C.Black, ‚Technological Design Considerations for Monolithic MOS Switched-Capacitor Filter Systems‘, Proc. IEEE, Vol. 71, 1983, 967–986.
Siehe z.B. H.Schrenk, ‚Bipolare Transistoren‘, Springer-Verlag, 1978.
Siehe z.B. U.Tietze u. Ch.Schenk, ‚Halbleiter-Schaltungstechnik‘, 9.Aufl., Springer-Verlag, 1989, Abschnitt 12.7.1, Gleichungen (12.23) und (12.27).
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© 1990 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
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O’Dell, T.H. (1990). Operationsverstärker. In: Die Kunst des Entwurfs elektronischer Schaltungen. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-83933-7_3
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