★ オペアンプ part9©2ch.net

**774ワット発電中さん転載ダメ©2ch.net** · 2015/06/06(土) 12:14:41.18

オペアンプ　Operational Amplifier

（222）　二本の抵抗で安定した増幅ができる便利な部品
j "''".|　オペアンプについて語りましょう。
`liiiiiil　　簡単便利に使えるネタなどもどうぞ～！！

★前スレ
　part8 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1346922328/
　part7 http://uni.2ch.net/test/read.cgi/denki/1287256098/,

**774ワット発電中さん** · 2016/11/19(土) 14:51:12.24

>>950
>5V電源でも同じですね、R2Rオペアンプの数量は少ない方だと思います

そうなのかなあ。

入出力は分けて考えるべきもので、>>948では、ちょっとそのあたりの表現が曖昧になりましたが、
とりあえず俺は低電圧タイプなら、出力のフルスイングは珍しくはないという認識です。

もしかして、俺が普段取り扱っている回路に使うようなものだと、5Vまでの低電圧なら出力フルスイングなのであって、
広い分野全体から見れば、低電圧でも出力フルスイングは少ないのかな？
そう思ってちょっと確認してみました。

まず、Digikeyで、オペアンプを検索して次の条件で絞ってみました
・在庫のRoHS対応品
・アンプタイプは汎用
・1, 2, 4回路入り
・カットテープ(パッケージタイプや供給タイプの重複を避けるため)
・電圧-供給のMAXが5.5V
・部品の供給状況は有効 (現行品に絞るため)
この条件で1097品目が残りました。

その上で、出力タイプとして
・プッシュプル、レールツーレール
・レールツーレール
の2項目を選択して絞ると1028品目が残ります。

ちなみに、上の2項目ではなしに「－」(それ以外?)を選んで出てくるものを見てみると
RRIO(入出力レールツーレール)だとか、FULLSWINGだとか、レールツーレールという名称を使っていないだけのものも含まれます。

というわけで、5Vまでの低電圧のオペアンプなら、かなりのものが出力フルスイングという認識で間違いではなさそうです。

端っこでどれぐらいのドライブ能力があるかどうかは別の話ですが。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/19(土) 15:02:53.89

>>952
低電圧では、ダイナミックレンジを稼ぎたいので、レールツーレールがおおいです。
いまどき
レールツーレールでないと、買ってくれないですから。

レール近辺は、電流取れません。
ちょっと流すとスグに落ちてしまい、普通のものと変わらなくなります。
しかし入力は、レールツーレールですので、使いやすいです。

±15Vなど、電源事情ごよい場合は、レールツーレールに拘らずに、性能や特徴出しに頑張っています。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/19(土) 15:35:11.75

>>952
>>953
なるほど種類があるんですね
私はICを作る側なので、オペアンプ単体の実情はよくわかっていないかもです
選択としては欲しい性能を満たせば値段が安いのを選ぶか、あるいは使い慣れたものを選んでいるのかな

レール入力はPchNchを抱き合わせにする回路を使う分、他の特性が犠牲になるし
レール出力はリニアリティが必要な用途が最近はあまりない

ちなみにIC内部のアンプは定電流源負荷が多いので結果としてレール出力になっている
汎用オペアンプ単体製品の場合は、それなりの出力段をつけるので消費電流が犠牲になる

**774ワット発電中さん** · 2016/11/19(土) 17:50:29.51

もともとOPアンプは±10Vのアナログ信号を扱うために開発されたんだっけか。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/19(土) 18:10:36.60

>>955
そのあたりから標準的になったと思います

オペアンプの歴史として真空管、次にトランジスタ回路と変遷して
トランジスタや抵抗などをモジュールにしたものがヒット商品となった　
そのモジュールの電源が±15Vで、信号が±10Vぐらいまで

私は捨てられずに未だに持っていますが、大きさは消しゴムぐらいで黒色の樹脂で固められている
今は使い道が全くないのでコレクションですね　（当時１個が1万円とかだったかな）

**774ワット発電中さん** · 2016/11/19(土) 19:02:19.03

おおー。すごいものを持っておられますね。

そういえば、CQ出版社の○○規格表のオペアンプが、「モノリシック」と「ハイブリッド」が別になっていた時代があったような。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 00:24:47.06

>>951
別にほしいとかじゃないんだよ
なんでならねえんだよって疑問なだけ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 00:44:48.73

>>954
入力R-RにするのにPch作動対の電源をオンチップのチャージポンプで昇圧した電源使って作ったことあるわ。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 01:01:45.02

OP07のデータシートの1ページ目に簡単な内部回路がある。
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP07.pdf

OUTとV+の間にQ19とR9、OUTとV-の間にR10とQ20があるのはわかるな。
つまりOUTはV+とV-の間の電圧しか出せないということだ。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 03:44:26.21

>>959
最近のヘッドフォン用ICはマイナス電源をチャージポンプで作って単電源で出力
結合コンデンサ無しにしてるのが有るよねー

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 07:17:17.27

>>961
引っ込んでろ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 07:52:32.30

>>959が難解だw

「Pch作動対の電源」を「「オンチップのチャージポンプ」で昇圧した電源」使って作ったことあるわ。

かな？

「Pch作動対」という構成の電源回路があるのか、とか
「何のチップに載っているチャージポンプ」? もしかしたらMAX232みたいなチップのオンチップなのか、
あるいは、オペアンプ自身のオンチップチャージポンプなのか、とか

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 08:20:44.60

>>963
ごめんごめん
R-RのOPアンプICを設計してた時に、IC内部に昇圧回路を設けて、こいつで昇圧した電圧を使ってR-R入力段を作ったことがあるよ。
と書きたかった。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 09:44:20.90

>>960
内部構造の資料なんてあるのかありがとう
言ってる意味はわかるんだけどRなんちゃらってのが分からない
それさえ分かればわかる気がする
国道のことかい？

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 09:51:23.35

そういや後出しで悪いんだけど
直流安定化電源から5V出してそれをDCDCコンバータで+-12Vまであげてそれをアンプにぶっこんだんだけど
なんか関係ある？

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 11:02:39.35

>>965
Rail-to-Railのことじゃないかな？
略してるだけでしょ。
開発の現場だとレール入力とかR-Rとか普通に使ってるのかな？
いちいち書いてると微妙に長いし。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 11:26:34.91

R2Rだと出力がコレクターやドレインだから今一安定度に欠ける気がする

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 12:06:12.32

>>968
その通りです
作る側としては、あまりやりたくないです

上にも書いたけど、片側ドレインやコレクタ出力で相手側が電流源や抵抗だったら何も問題はないです
しかし、単体のオペアンプの場合は駆動能力が必要なので出力上下にPch/Nch あるいはPNP/NPNを使わざるえない

そうすると、内部で位相が180度異なる信号を　それぞれ与えるためにアンプを１段追加する場合もある
そのため位相マージンが難しく、用途がわかっていればいいが広帯域で汎用となると難しいです
商品の魅力はなくなるが、消費電流を増やしたり負荷制限をつければ容易です

**609** · 2016/11/20(日) 13:31:58.85

>>609の回路なんですが、オペアンプ側の電源の立ち上がりが、後段の
トランジスタアンプに与える54Vより遅れると、オペアンプ破壊のおそれが
あったりするのでしょうか？

電源シーケンスのいい資料求む！

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 15:03:25.52

>>964
ありがとう。とってもスッキリした。

ICを使う立場ではなくて、作る立場の話だとわかっていれば、オンチップのあたりで混乱しなかったかな。
昔はありましたね、チャージポンプ入りのオペアンプ。
といってもマキシムのものしか見たことがないのですが。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 15:24:28.97

>>970
考えられるのはMPSA06のエミッタからオペアンプ入力への過電圧かな。

LTC6240HVのデータシートを見ると、入力電圧の絶対最大定格が

V+ +0.3V～ V- -0.3V
入力電流±10mA

となっています。

ダイオードクランプが電源に対して入ってそうです。
10MΩが入ってますから、まず壊れることはないと考えられます。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 15:28:57.52

>>971
マキシム以外でもありますよ。
デーシートにでかでかと書いてるわけではないので、よく読まないと判らないと思いますが。

**973** · 2016/11/20(日) 15:29:40.33

データシートでした。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 15:35:30.79

>>970
>>972
壊れることはなさそうですね
過渡電流が10Mの付近の寄生容量でアンプの入力から保護ダイオードを経由して電源に流れるので
5V電源の容量に電流が流れると思われますね
電源シーケンス的には5V電源を入れてから54Vを入れる、オフするときは 54Vを下げてから5Vを落とすのがよさそう

ところで、この回路は何に使うのでしょうか？
私にはメリットがよくわからないので知っていたら教えてください

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 17:12:11.17

>>975
>この回路は何に使うのでしょうか？

フォトダイオードの電流を検出する回路で、
帰還抵抗の平方根に比例してS/Nが良くなる、という狙いで
高抵抗で振幅を大きくなっても大丈夫なように高電圧にしたもの、
だったはず。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 18:25:17.33

>>976
そうですね、用途は何でしょうかねえ？　
わざわざ54Vを用意してまでもというのがなんとも

10MΩでノイズが Vn=√4KT≒400nV/√
それを1./10にして、出力抵抗分加算してアンプノイズ無視すると　42nV/√ぐらいか
低周波用に限られると思うんだけど　3pFのPDとの組合せに違和感ある
何回かTIAを作ったことがあるけどPDに50Vかけることはあっても、こういう使い方はないなあ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 20:51:57.49

>>977
ああ、すみません。回路の用途ですか。そりゃそうですね。動作については解説もあるし。

で、回路の用途ですが、何でしょね。
真っ暗な空間の中に置いた何かの物体が、発光する様子をとらえるとか。
なんか昔に手掛けたような気がするのに思い出せない。そのときはアバランシェPDを使ったはず。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 22:28:58.75

カタカナばっかでわかんないや

**774ワット発電中さん** · 2016/11/20(日) 23:57:57.04

>>977 >>978
帰還抵抗値にもよりますが、数10kHz程度までの信号増幅に使う手法です。
通信みたいなMHｚ帯の信号を扱う用途じゃないです。

PDの暗電流（無信号時の定常電流）が例えば100nAあって、
見たい信号が1nAを下回っているのでプリアンプの雑音をとにかく小さくしなきゃならん、
というときに時に使う回路です。

それでもこういった微小信号はまともには検出できないので、
ロックインアンプとライトチョッパを併用した測定系を構築して無理やり検出します。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 02:15:54.48

>>979
既に>>940氏と >>960氏が貴方の疑問への答えを書いてくれてるんだから、まずこれを理解したらどうだろ？

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 04:39:02.39

>>981
RtoRとかQとかよくわかんない
難しい世界に足突っ込んじゃった感あるわ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 05:53:41.45

>>946氏の書き込みの内容は理解できる？

**609** · 2016/11/21(月) 06:19:31.27

>>972>>975
オペアンプの出力端子に印加するのは？
初段トランジスタのベースから、+5V電源に保護ダイオードとか
入れなくても大丈夫？

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 08:01:10.37

>>983
一応わかります！

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 08:04:03.73

>>984
保護ダイオードは不要。というのも、IC中にも電源ラインへの出力保護は入ってる。
MPSA06が仮にぶっ壊れたとしても、+54V電源に対しては10kが介在するので、
オペアンプ出力には5mA程度しか流れ込まない。

どうしても不安なら、オペアンプ～ベース間の10kを5k+5kに分割して
その中点に5.6Vツェナーを双方向接続で対GNDにつなげばいい。
こうしときゃMPSA06が2個ともC-B間ショートで派手にぶっ壊れてもオペアンプは保護される。

あと2点、回路図には載ってないけど注意事項
　・入力には低リークダイオードを対GNDに接続し、過剰入力保護にしたほうがいい
　・0.3pFは63V以上の耐圧品を選ぶ
　・オペアンプ負入力の1kと、出力の1kのGND端子は、可能な限り離すこと；。
　　負入力GNDは正入力を囲むGNDシールドに、
　　出力1kのGNDは電源安定用の電解コンのGND端子に繋ぐといいよ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 10:48:17.77

0.3pFって浮遊容量使ってるんじゃないの？

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 15:20:34.59

>>987
その通り。
チップ抵抗の端子間容量で0.3pFは行ける。
PDで nsオーダーの光検出器を作ったことがある。

ただ、トランジスタを使った回路では、遅くて間に合わない。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 21:56:53.16

>>987
確かに浮遊容量の可能性もありますね、失念してました。

ただ、この回路は簡単に発振してしまい、
止める方法は帰還容量を増やすしかないのです。

かといって増やしすぎると周波数特性がどんどん低下してしまい、
入力容量（PDと回路パターンの寄生容量）が変わると最適値も変わるため
普通はトリマコンとか、チップコン乗せ換えで調整することがほとんどです。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 22:15:38.41

次すれ
http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/denki/1479734054

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 23:26:28.54

>>989
そうですね。fTがGHz以上のものを使うので、すぐに発振します。
あるいは発振気味になります。
基板を作り直す度に特性が変わります。扱いにくいですね。
OP AMPの型番でも大きく特性が変わる。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/22(火) 09:11:04.46

>>988
1815でも使ったのかｗ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/23(水) 15:30:02.33

TIAの帰還抵抗の外側に導線巻いて補償容量にする話が岡村せんせーの
本に載ってたなぁ。
あと、某社のデータシートに、表面実装抵抗を使った帰還抵抗の「下」に
パターンを這わせて補償容量にする話が。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 07:34:50.56

>>993
昔々初ラだったかラ製だったかでラジオの発振止めでリード線(被覆線)を1～2回
ひねってコンデンサ作ってたなだいたい0.数pF位。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 07:44:34.35

>>994
初歩のラジオで見た。
俺が見たのは短波受信用コンバータの局発やBFOの注入用だった。
調整が必要ならトリマで良さそうだけど、電波少年たちにコンデンサのイメージを伝える教育的意図があったのか、
それとも執筆者がいつもやってる得意技だったのか。

ちなみに、リード線の太さにもよるけれど、数pFぐらいは作れたように思う。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 10:51:16.96

リード線コンデンサーはテレビのテューナー（ VHF ）部にもつかわれていましたぜ。
ガチャガチャテューナーから外した小さい基板のあちこちに薄手のヴィニール管をかぶせられた
端子ピンが立っており、同じく基板のあちこちから伸びているエナメル線がそのそれぞれに 5 回
ほど捲きつけられていた。分布定数回路になっていて共振するのかとも考えたが、それにしては
疎略な造りなので小容量のコンデンサーだろうと判断したﾐ'ω　`　ﾐ

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 12:43:43.42

>>996
　ﾐ'ω　`　ﾐ　やめてください。
せっかくの良い書込内容が台無しです。

　ﾐ'ω　`　ﾐ　やめてください。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 22:07:41.01

>>997
何でつけるんだろうね

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 22:41:09.13

なんで付けるんだろうって思うものに「ｗ」があるなあ。
でも、言葉の癖みたいなものだし、俺が不快だと思ったからといって付けるなとは言えん。
それより>>997が「やめてくれ」って書く理由の方が知りたい。
もしかしたら、その記号並びにトラウマがあって強迫神経症みたいな不安を感じるのかと思ったのだけど、
>>997で2箇所に自分で書いているぐらいだし、見て不安になるってことはなさそう。

当人にとっては署名みたいなものだし、別に良いんじゃないの。それぐらい。

みんなが書きだしたら、署名の意味合いは薄れるから、その当人は書くのをやめるようになるかもだけど。

**774ワット発電中さん** · 2016/11/24(木) 23:13:05.34

署名ならトリップつけりゃいいんだけどな

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