Richi´s Lab

National Semiconductor LH0042

LH0042

Der LH0042 ist ein von National Semiconductor produzierter Standard-Operationsverstärker mit J-FET-Eingängen. Die Buchstaben LH weisen darauf hin, dass es sich um einen Hybridschaltkreis handelt.

 

LH0042 Aufbau

LH0042 Aufbau

Wie zu erwarten war, befindet sich im Inneren des Gehäuses ein Keramikträger mit zwei Dies.

 

LH0042 Aufbau Ground

Die Anschlusspins des LH0042 sind vom Gehäuse isoliert, es ist folglich potentialfrei. Zwar besitzt der Keramikträger eine halbkreisförmige Aussparung, in die das negative Versorgungspotential geführt wird. Eine elektrische Verbindung erfolgt dort und auf der Rückseite des Keramikträgers allerdings nicht.

 

LH0042 FET Die

LH0042 FET Die

Das kleinere Die beinhaltet die beiden J-FET-Eingangstransistoren. Große Elektroden kontaktieren die Drain- und Sourceflächen. Diese Flächen setzen sich optisch minimal ab. Bei jedem der beiden Transistoren sind diesbezüglich drei Rechtecke zu erkennen, die einen gewissen Abstand zueinander halten. Tatsächlich handelt es sich aber um die selbe Fläche, die nur an der Oberseite von zwei Streifen überlagert wird, die das Gate-Potential tragen. Das Gate-Potential kann so die Drain-Source-Fläche von oben und von unten einengen und entsprechend den Stromfluss steuern.

 

LH0042 Opamp Die

Es zeigt sich, dass der Rest des Operationsverstärkers durch ein modifiziertes LM741-Die dargestellt wird.

 

LH0042 Opamp Vergleich 741

Für den Einsatz im LH0042 (links) musste der LM741 (rechts) angepasst werden. Die Rückkopplung des Differenzverstärker-Gesamtstroms (blau) und die Eingangstransistoren (gelb) fehlen im LH0042, so dass die J-FETs direkt an die Kaskaden-Transistoren (rot) angebunden werden konnten.
Im Detail betrachtet ist der blaue Bereich auf dem Die des LM741 etwas einfacher aufgebaut. National Semiconductor verzichtete hier auf einen Stromspiegel.

 

LH0042 Opamp Schaltplan

Das Datenblatt des LH0042 enthält einen Schaltplan, der das Ergebnis des Umbaus zeigt. Der Widerstand R13 fehlt allerdings im vorliegenden LH0041. Das Substrat der J-FET-Eingangsstufe ist stattdessen mit dem positiven Versorgungspotential verbunden.

Im Vergleich zum Schaltplan des LM741 zeigen sich zusätzlich Unterschiede in der Endstufe. Der Überstromschutz würde demnach direkt auf den Emitterwiderstand des Lowside-Transistors zugreifen. Außerdem findet sich hier eine zusätzliche Treiberstufe zwischen der Spannungsverstärkerstufe und der Endstufe. Auf dem Die sind diese Unterschiede nicht auszumachen. Ein Blick in den Schaltplan des LM148, der vier LM741-Operationsverstärker enthält, zeigt, dass National Semiconductor die LM741-Schaltung öfter unterschiedlich dokumentiert hat:

 

Lm148 Schaltplan

Im LM148-Schaltplan arbeitet der Lowside-Überstromschutz mit dem Emitterwiderstand der Endstufe, wie es auch im LH0042-Datenblatt dargestellt ist. Der Überstromschutz greift allerdings direkt in die Eingangsstufe ein. Dort erhöht sich im Fall eines Überstromevents der Strom durch den Stromspiegel, so dass der Stromfluss aus dem Differenzverstärker in die Spannungsverstärkerstufe zurück geht und sich im Endeffekt die Aussteuerung der Endstufe reduziert.

Wie beim LH0042 ist im LM148 eine zusätzliche Verstärkerstufe zwischen Spannungsverstärkerstufe und Endstufe dargestellt.

Der Schaltplan des LM148 stellt die Eingangsstufe des LM741 etwas detaillierter dar. Die auf die Eingangstransistoren folgendenden Transistoren besitzen demnach jeweils zwei Kollektoren, von denen einer mit der gemeinsamen Basis verbunden ist. Diese Verschaltung ist auch auf dem Die des LM741 und des LH0042 zu erkennen. Die so ausgebildete Diode zwischen Basis und Kollektor verhindert wahrscheinlich, dass diese Transistoren bei einer starken Aussteuerung in Sättigung gehen.

Die Arbeitspunkteinstellung ist etwas anders dargestellt als im LM741-Datenblatt. Wie im vorligenden Die fehlt auch hier der Stormspiegel im oberen Bereich des Differenzverstärkers.

 

zurück
oder unterstützt mich über Patreon