Der TAA761 erfüllt seine Aufgabe mit nur 8 Transistorsystemen, davon nur ein PNP Transistor. Auch die Zahl der Dioden (2) und Widerstände (8) ist geringer als bei fast allen anderen Operationsverstärker ICs. So bleibt viel Chipfläche für den Ausgangstransistor, und das IC konnte trotz des hohen zulässigen Ausgangsstromes billig hergestellt werden.
Wenn man die Gesamtschaltungen der Familienmitglieder vergleicht, findet man immer wiederkehrende Teilschaltungen. Zwei verschiedene Eingangsschaltungen, NPN und NPN Darlington, und vier verschiedene Ausgangsschaltungen: Offener NPN Collector mit und ohne Anschlussmöglichkeit einer externen Frequenzkompensation. Und offener NPN-Darlington Collector, mit externer oder interner Frequenzkompensation.
Eingangs- Differenzverstärker
In der Anfangszeit der linearen ICs hatten NPN und PNP Transistorsysteme auf demselben Chip stark unterschiedliche Eigenschaften. Meist wurde eine auf die NPN Ts. optimierte Technologie gewählt. Man versuchte dann, PNP Ts. zu vermeiden, oder nur an unkritischen Stellen einzusetzen. Erst spätere Generationen von OP-Amps konnten die Vorteile von PNP- Eingängen und komplexeren Schaltungen u.a. zur Vergrößerung des zulässigen Eingangsspannungsbereiches nutzen. Immerhin wurden dem TAA761 schon Emitter- Basis Schutzdioden und Widerstände an den Eingängen des Differenzverstärkers spendiert.
Für Anwendungen, die einen höheren Eingangswiderstand benötigen, gibt es die Typen mit Darlington Eingang. Genauer gesagt sind jedem Eingang Emitterfolger vorangestellt. Auch diese Eingänge haben Schutzwiderstände, jedoch keine Schutzdioden. Diese Aufgabe übernimmt hier teilweise die Basis- Collectorstrecke, die eine positive Überspannung der Eingänge nach +Us ableitet. Für negative Überspannung wirkt die Basis- Collectorstrecke ab einer nicht spezifizierten Schwelle als Zenerdiode. Auch die Größe der Schutzwiderstände ist in den Datenblättern nicht spezifiziert.
Zum Differenzverstärker ist nur anzumerken, daß der Gesamtstrom nur wenig von der Betriebsspannung und den Eingangsspannungen abhängt. Was unten im Schaltbild nach Stromspiegel aussieht, ist eine einfachste Stromstabilisierung. Der rechte Transistor ist als Diode geschaltet, an der eine Spannung von ca. 0.6 V abfällt. Weil der Stom des Differenzverstärkers sehr viel kleiner als der Querstrom sein darf, kann er durch einen Emitterwiderstand stabilisiert werden.
NPN- Differenzverstärker in TAA761..., TAA861..., TAA2761..., TAA4761... und TCA321...
___________________________________________________________________
NPN- Darlington- Differenzverstärker im TCA311..., TCA331..., TBB1331, TBB2331... und TBB4331...
___________________________________________________________________
Zwischenschaltung: Gegentakt- zu Gleichtakt- Wandlung
Bei allen Typen dieser Familie findet man die gleiche Schaltung zwischen Differenzverstärker- Eingang und Darlington- Ausgangsstufe. Der Strom des Emitterfolgers wird als Querstrom für die Stabilisierungsschaltung des Differenzverstärkers (siehe oben) mitgenutzt.
Der NPN Emitterfolger erhält
sein Signal vom Collector des Differenzverstärker- Zweiges, der
vom invertierenden (-) Eingang gesteuert wird. Vom nicht
invertierenden (+) Eingang kommt das Signal über den anderen
Differenzverstärker- Zweig zum Emitter des PNP Transistors.
Diese Schaltung macht wohl nur Sinn, wenn die Stromverstärkung
des PNP Ts. sehr klein ist.
Hat jemand Details zu dieser Schaltung? Oder gibt es eine
Veröffentlichung? Haben sich schon andere IC- Historiker auf
dieses Thema gestürzt? Wer hat Spaß an solchen
Nachforschungen?
_________________________________________
Ausgangsstufen
Die größte Vielfalt gibt es bei den Ausgangsstufen, wobei einiges darauf hindeutet, dass der Unterschied weniger im Chip zu suchen ist. Vielmehr dürfte es sich teilweise nur um unterschiedliche Bondanschlüsse zu demselben Chip handeln. Wie auch bei anderen Familien üblich, gibt es die mehrfach- OP- Amps nur mit interner Frequenzkompensation, um Anschlüsse zu sparen. Ich habe aber noch keine einfach- OP- Amps der TAA761- Familie mit interner Kompensation gefunden. Wenn es die doch gibt, trage ich sie gerne nach, bitte melden!
Offener Darlington Collector Ausgang und externe Frequenzkompensation bei TAA761..., TAA861... und TCA331...
_________________________________________
Offener Darlington Collector Ausgang und interne Frequenzkompensation bei allen doppel- und vierfach Operationsverstärkern dieser Familie:
_________________________________________
Open Collector- Ausgangsschaltung ohne Anschluß für Frequenzkompensation beim TCA311... und TCA321...
Durch Verbinden von R mit dem Ausgang erhält man einen Darlington Ausgang mit dem Nachteil der höheren Restspannung bei vollem Durchschalten. Für Comparatoren wird deshalb R über einen externen Widerstand mit +Us verbunden. Damit läßt sich der Basisstrom des Endtransistors optimieren. Die Restspannung des NPN Transistors vom offenen Collector nach -Us ist sehr gering.
Open Collector- Ausgangsschaltung mit Anschluß für Frequenzkompensation beim TBB1331
Von dieser Schaltung wurde der Ausgang des Spezial-ICs TBB1331 abgeleitet. Es gibt nämlich auch Operationsverstärker- Anwendungen, die volle Aussteuerbarkeit bis fast -Us benötigen, z.B. Integratoren. Dazu braucht man statt des Darlington- Ausgangs einen NPN- Transistor mit offenem Collector- Ausgang. Allerdings ist für Operationsverstärker eine Frequenzkompensation erforderlich. So wurde der Collector des Treibertransistors nicht gebondet, und der so freigewordene Anschluß stattdessen wie beim TAA761 als Kompensationsanschluß mit der Basis des vorletzten Transistorsystems verbunden, das hier nur noch als Diodenstrecke Basis - Emitter wirkt.
_________________________________________
Achtung! Dies sind nicht die Originaldatenblätter der Hersteller, sondern Zusammenfassungen, Übersetzungen, Vereinfachungen und Erklärungen, also Interpretationen ohne Garantie für Richtigkeit. Dies ist bei der Verwendung zu beachten! Wer die Informationen beruflich braucht, sollte sich eine Kopie der Datenblätter bestellen.
Homepage index / zurück zur Startseite
Stand 09.05.04