Richi´s Lab

PMI OP400

OP400

Der OP400 ist ein von PMI entwickelter Vierfach-Operationsverstärker, der mittlerweile von Analog Devices produziert wird. Das Datenblatt wirbt mit einer niedrigen Offsetspannung von typischerweise 150µV, einer niedrigen Stromaufnahme von maximal 725µA und einen hohen Open-Loop-Verstärkungsfaktor von 5000V/mV. Der Eingangsstrom der bipolaren Eingänge beträgt maximal 3nA. Die Ausgänge dürfen mit bis zu 10nF belastet werden, ohne dass es zu Schwingungen kommt.

 

OP400 Schaltplan Datenblatt

Der Schaltplan im Datenblatt zeigt den Aufbau des OP400. Erwähnenswert sind die Stromquellen an den Eingängen, die dafür sorgen, dass von außen weniger Biasstrom aufgenommen wird. Die folgende Spannungsverstärkungsstufe ist differentiell aufgebaut. Als Ausgangstreiber ist eine Push-Pull-Endstufe integriert.

 

OP400 Die

Das Die ist mit 4,5mm x 3,1mm verhältnismäßig groß. Die vier Operationsverstärker sind deutlich zu erkennen.

 

OP400 Die Detail

In der Mitte des Dies ist die eine Referenz integriert, mit der die Stromquellen der vier Operationsverstärker arbeiten. Das Design stammt aus dem Jahr 1988. Unter der Jahreszahl zeigen übereinanderliegende Quadrate wie gut die unterschiedlichen Masken ausgerichtet waren. Darunter befindet sich wiederum eine Art Logo. Die Zeichenfolgen DFB und MZ in der Mitte könnten Kürzel der Entwickler sein. 1414X könnte wiederum eine interne Typbezeichnung sein. Die Zeichen 6A, 6A1 oder 6A2 finden sich öfter auf PMI-Schaltkreisen. Es könnte sich dabei um die Bezeichnung eines Herstellungsprozesses handeln.

 

OP400 Die Detail

In der Mitte eines jeden Operationsverstärkers sind deutlich die vier über Kreuz verschalteten Eingangstransistoren mit jeweils drei Emittern zu erkennen (rot). Es handelt sich um NPN-Transistoren, auch wenn die Form eher an PNP-Transistoren erinnert. Verfolgt man die Eingangspotentiale, findet man einen kleinen Transistor mit zwei Kollektoren (grün), der einen Teil des Ruhestroms der Eingangsstufe liefert und so deren Biasstroms reduziert. Den Referenzstrom für diese Funktion erzeugt ein genauso wie die Eingangstransistoren aufgebauter, um 90° gedrehter Transistor weiter links im Bild. Auch die Schutzdioden, die im Datenblatt als "Voltage Limiting Network" beschrieben werden, lassen sich sofort erkennen (weiß).

Im oberen linken Bereich befinden sich die größeren Elemente der Endstufe.

 

OP400 Die Fuses

Im unteren rechten Bereich des Operationsverstärkers sind zwei Testpunkte integriert, die auch kontaktiert wurden. Jeder Testpunkt ist mit zwei Fuses verbunden. Es handelt sich um Zenerdioden, die im Gegensatz zu Fuses in der Metalllage mit einem Stromstoß leitend geschaltet werden.

Mit Hilfe der Fuses kann man niederohmige Widerstände Überbrücken, die sich in Serie zu den Emitterwiderständen des Stromspiegels in der Eingangsstufe befinden. Die Schaltung ermöglicht es so den Offset der Eingangsstufe abzugleichen.

 

OP400 Die Fuses

Bei genauerer Betrachtung ist zu erkennen, dass die unteren beiden Fuses ausgelöst wurden. Zwischen den beiden Metallkontakten befindet sich ein heller Streifen, der sich durch den hohen Stromfluss ergeben hat und den pn-Übergang der Zenerdiode überbrückt.

 

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