Richi´s Lab

Burr-Brown OPA676

OPA676 Blockschaltbild

Der OPA676 ist ein sehr schneller Operationsverstärker von Burr-Brown. Das Datenblatt gibt eine Grenzfrequenz von 185MHz an (bei einem Verstärkungsfaktor von 10V/V). Abhängig vom gewählten Verstärkungsfaktor muss extern ein Kompensationskondensator ergänzt werden. Ohne externe Kompensation beträgt der minimale Verstärkungsfaktor 50V/V. Bei niedrigeren Verstärkungsfaktoren ist die Rückkopplung bereits so wenig bedämpft, dass es zu Schwingungen kommen kann.
Die maximal mögliche Slewrate des OPA676 beträgt typischerweise 350V/µs.

Neben einer hohen Grenzfrequenz bietet der OPA676 eine besondere Funktionalität: Mit Hilfe eines TTL-Eingangs (ECL für OPA675) kann zwischen zwei differentiellen Eingängen umgeschaltet werden.

 

OPA676 Package

Der OPA676 befindet sich in einem keramischen DIP16-Gehäuse.

 

OPA676 Die

OPA676 Die

Das Die ist mit den Abmessungen 2,58mm x 2,26mm überraschend groß für einen Operationsverstärker. Der Grund für das große Die ist sofort ersichtlich. Der OPA676 wurde auf einem universellen Die umgesetzt. Es scheint sich hier wie bei einem Gatearray um einen Baukasten zu handeln, in dem die benötigten Funktionsblöcke über zwei Metalllagen aus einzelnen Bauteilen konfiguriert und miteinander verbunden werden können. Das führt zwar zu einem nicht flächenoptimalen Design und zu einer nicht ganz optimalen Platzierung der Funktionsblöcke, dafür kann man aber bei speziellen Bauteilen mit kleinen Stückzahlen auf eine komplette Neuentwicklung verzichten. Spezifisch entwickelt und hergestellt werden nur die Masken der zwei Metalllagen.

 

OPA676 Die Detail

Die zwei Metalllagen, die die Verschaltung der Bauteile bestimmen, stammen der Beschriftung nach von Burr-Brown. Zwei über die beiden Metalllagen abgebildeten B lassen vermuten, dass das Design einmal überarbeitet werden musste.

 

OPA676 Die Detail

Das Design des Baukasten selbst stammt von der amerikanischen Firma VTC Inc. Unter der oberen Metalllage ist gerade so die Jahreszahl 1990 zu erkennen. Die Zahlenfolge 60751600 könnte die Bezeichnung des Modells sein, auf dem der OPA676 basiert.

 

OPA676 Die Aufteilung

Um den Rand des Dies sind zwischen den Bondpads jeweils zwei quadratische Elemente platziert (gelb). Hierbei dürfte es sich um Schutzstrukturen handeln. Da abwechselnd das innere Quadrat und der äußere Rahmen der Strukturen kontaktiert wird, scheint es wahrscheinlich, dass jedes Element eine Schutzdioden darstellt, die üblicherweise an die positive und die negative Versorgungsspannung angschlossen werden. Aber auch hier ist eine freie Konfiguration möglich. So können Signale zum Beispiel auch ungeschützt, dafür auch möglichst unbeeinflusst übernommen werden.

Im Inneren des Dies befinden sich zwölf Blöcke, die immer die gleichen Elemente enthalten (rot/grün).

Rechts und links des inneren Bereichs sind zusätzliche, große Transistoren integriert (lila). Diese Transistoren wurden vermutlich als Ausgangstreiber vorgehalten.

Unterhalb und oberhalb des inneren Bereichs befinden sich weitere Transistoren und mehrere nicht eindeutig identifizierbare Elemente mit relativ massiven, quadratischen Flächen (blau).

 

OPA676 Die Aufteilung

Die inneren Blöcke des OPA676 beinhalten neben zwei großen Transistoren zwei Reihen mit jeweils sechs kleinen Transistoren. Darüber sind zehn Widerstände integriert. Über mehrere Kontakte an jedem Widerstand kann in einem gewissen Rahmen der jeweils benötigte Wert eingestellt werden.

 

OPA676 Datenblatt

Das Datenblatt des OPA676 enthält eine Abbildung des Dies, die mit den hier dokumentierten Strukturen übereinstimmt.

Die Auflistung der Potentiale zeigt, dass mit einem Die sowohl die TTL-Version OPA676, als auch die ECL-Version OPA675 dargestellt werden kann. Die Konfiguration erfolgt indem man die Bondpads anders verbindet.

 

OPA676 Die

Überträgt man die Potentiale auf die Bondpads, so zeigt sich, dass für die positive und für die negative Versorgung zwei Pondpads verwendet werden. Das reduziert Rückwirkungen des Ausgangstreibers auf die empfindlicheren Schaltungsteile. Die Verteilung des Bezugspotentials erfolgt sternförmig über mehrere Leitungen, was ebenfalls unerwünschte Überkopplungen zwischen den Schaltungsteilen verhindern soll.

 

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