Daten von Operationsverstärkern

Die wichtigsten Kenndaten von Operationsverstärkern werden hier zusammengefasst.

Definition der wichtigsten Daten

• Versorgungsspannung U_v

• Minimale Versorgungsspannung U_vmax

• Maximale Versorgungsspannung U_vmin

• Versorgungsstrom I_v

• Maximaler Strom in/aus den Versorgungsanschlüssen

• Verstärkung V (Gleichspannungsverstärkung)

   Ua = ( Uin+  -  Uin- ) * V

• Eingangsstrom I_in

• Offsetstrom

     Iino = Iin+  -  Iin-

• Eingangsspannung U_in

• Maximale

• Positive Eingangsspannung U_in+

• Negative Eingangsspannung U_in-

• Gleichtaktspannung U_cm (common-mode-voltage) ( U_in+ + U_in- ) / 2

• Differenzspannung U_in+ - U_in-

• Offsetspannung

• Ein Fehler im Operationsverstärker erzeugt eine Spannung am Ausgang, wenn U_in+ = U_in- ist.

• Die Offsetspannung U_off ist die Spannung ( U_in+ - U_in- ), die angelegt werden muss, damit U_a=0 V.

• Ausgangsspannung U_a

• Maximale positive Ausgangsspannung U_a+max

• Maximale negative Ausgangsspannung U_a-max

• Ausgangsstrom I_a

• Maximaler positiver Ausgangsstrom I_a+max

• Maximaler negativer Ausgangsstrom I_a-max

• Verstärkungsbandbreitenprodukt (gain bandwidth product – GBP, GBW, GWBP oder GB)

• Das GWBP beschreibt, wie die Verstärkung V_f eines Operationsverstärkers von der Frequenz f des verstärkten Signals abhängt. Oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz f_g ist die Verstärkung einfach:

      Vf = GWBP / f

• Grenzfrequenz f_g ist die Frequenz, oberhalb der die Verstärkung eines Operationsverstärkers kleiner wird als seine Gleichspannungsverstärkung V.

Arbeitsbereiche

Maximale Betriebsdaten

Damit sind Spannungen und Ströme gemeint, deren Überschreitung zur Zerstörung des Operationsverstärkers führen kann. Dies sind z. B.:

• die maximale Versorgungsspannung

• die maximale Eingangsspannung

• der maximale Ausgangsstrom

• der maximale Eingangsstrom

• die maximale Betriebstemperatur

Zulässiger Arbeitsbereich

Manchmal auch maximaler Arbeitsbereich genannt

• Bereich der zulässigen Eingangsspannung, in dem der Operationsverstärker fehlerfrei arbeitet.

• Meist wird dafür ein Bereich der Gleichtaktspannung für die Eingänge definiert.

• Oft wird auch erwartet, dass die Differenzspannung U_in+ - U_in- klein, im Bereich von einigen mV ist.

• Der maximale Arbeitsbereich bzw. die maximalen Betriebsdaten sind nicht der zulässige Arbeitsbereich.

Gleichtaktbereich

Der Gleichtaktbereich eines Operationsverstärkers ist der Spannungsbereich, in dem die Verstärkung des Operationsverstärkers weitgehend unabhängig von der Spannung an den Eingängen bleibt. Es ist der Spannungsbereich, in dem der Operationsverstärker die gleiche Spannung an beiden Eingängen unterdrücken kann.

Ein großer Gleichtaktbereich ist für viele Anwendungen wichtig, da er:

• die Toleranz gegenüber Störungen erhöht,

• die Genauigkeit von Messungen verbessert und

• die Flexibilität beim Schaltungsentwurf erhöht.

Wird der zulässige Gleichtaktbereich verletzt,

• kann sich z. B. die Phase der Verstärkung umkehren:

• Ein invertierender Verstärker wirkt nicht invertierend.

• Es kann zu Schwingungen kommen.

• In der Regel treten keine bleibenden Schäden auf.

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