Der MUSES01 ist ein für den High-End-Audiobereich optimierter Zweifach-Operationsverstärker. Er wurde von der japanischen Firma New Japan Radio entwickelt. Mittlerweile gehört der MUSES01 zu Nisshinbo Micro Devices, einem Zusammenschluss von New Japan Radio und Ricoh Electronic Devices. Digikey führt den MUSES02 mit einem Stückpreis von 39€ bei einer Abnahme von 2.000 Stück.
Der Betriebsspannungsbereich erstreckt sich von +/-9V bis +/-16V. Die typische Stromaufnahme beträgt 8,5mA. Im Gegensatz zum MUSES02 besitzt der MUSES01 eine JFET-Eingangsstufe. Entsprechend liegt die Rauschspannungsdichte mit 9,5nV/√Hz merklich höher. Der Biasstrom ist dafür mit 200pA fast drei Größenordnungen kleiner. Die maximal Slewrate beträgt typischerweise 12V/µs und ist damit deutlich höher als beim MUSES02. Die Bandbreite liegt mit 3MHz dagegen merklich niedriger. Zwischen den zwei integrierten Operationsverstärkern garantiert der Hersteller eine Isolation mit einer Dämpfung von 150dB. Änderungen der Gleichtaktspannung und der Versorgungsspannung werden typischerweise mit 75dB und 83dB gedämpft, was signifikant schlechter ist als beim MUSES02.
Wie beim MUSES02 befinden sich die beiden Operationsverstärker auf zwei einzelnen Dies. Das erklärt die geringe Überkopplung von einer Seite auf die andere.
Die Schaltung ist mit einer schützenden Polyimidschicht überzogen.
Wie beim MUSES02 hat man das Design gespiegelt, damit sich die Bondpads sinnvoll mit den zugehörigen Pins verbinden lassen.
Die Abmessungen des Dies betragen 2,7mm x 1,3mm. Auch ohne eine genauere Analyse der Schaltung ist bereits deutlich erkennbar, dass empfindliche Schaltungsteile und die Endstufe um eine horizontale Symmetrieachse herum angeordnet sind.
Dieses Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 43MB
Auf dem Die findet sich mit der Zeichenfolge NJM2799 eine für Nisshinbo Micro Devices typische Typbezeichnung. Die Zeichenfolge MLK14 lässt sich nicht zuordnen. Sie könnte mit einem Entwickler oder mit dem Herstellungsprozess in Zusammenhang stehen.
Im Gegensatz zum MUSES02 besitzt der MUSES01 jeweils nur ein Bondpad für die Versorgungspotentiale. Dennoch hat man großen Aufwand betrieben, um eine möglichst optimale Versorgung darzustellen. Viele Schaltungsteile nutzen exklusive Leitungen, die sternförmig zum zugehörigen Bondpad geführt werden. Das negative Potential kontaktiert das Substrat um den ganzen Umfang herum. Der Bereich der Ausgangsstufe (rechts) ist mit einem zusätzlichen Kontaktstreifen abgeschirmt. Ein ähnlicher Streifen findet sich im linken unteren Bereich. Dort waren es wahrscheinlich die Schutzstrukturen der Eingänge, die man damit abschirmt.
Den Eingang des MUSES01 bildet ein Differenzverstärker mit vier JFETs (gelb). Diese Eingangstransistoren sind über Kreuz verschaltet, damit sie möglichst wenig von Temperaturgradienten beeinflusst werden. Direkt am Eingang befinden sich Schutzdioden zu den beiden Versorgungspotentialen. Umrahmt wird der Differenzverstärker von der Stromquelle Q1 und einem speziellen Stromspiegel (grau).
Der Stromspiegel ist in mehrerlei Hinsicht speziell. Auch diese Transistoren hat man aufgedoppelt und über Kreuz verschaltet. Der Transistorblock befindet sich wie die Eingangstransistoren und die Endstufe auf einer Linie in der Mitte des Dies. Der Transistor Q4 (dunkelgrün) liefert den notwendigen Basisstrom für den Stromspiegel. Dieser wurde aber mit einer Stromsenke erweitert, so dass er sich ähnlich verhält wie die Spannungsverstärkerstufe (hellgrün). Das sorgt für eine möglichst symmetrische Belastung des Differenzverstärkers. Der Kondensator C3 begrenzt den Frequenzgang. Die Dioden D1-D4 begrenzen die Spannung an den Widerständen. Wahrscheinlich werden damit Sättigungseffekte unterdrückt.
Auf den Differenzverstärker folgt eine Spannungsverstärkerstufe (hellgrün). Der Transistor Q3 arbeitet mit Q10 als Treiberstufe. Die eigentliche Spannungsverstärkung erfolgt im Transistor Q9. Die Kompensationskapazität C2 überbrückt die Verstärkerstufe Q7/Q9. Zusätzlich wird der Frequenzgang durch das RC-Glied R1/C1 begrenzt. Der Transistor Q2 könnte Sättigungseffekte in der Spannungsverstärkerstufe unterdrücken.
Die Spannungsverstärkerstufe stellt gleichzeitig die Treiberstufe für die Endstufe dar. Drei Transistoren (lila) erzeugen einen definierten Spannungsabfall und sorgen so für einen gewissen Ruhestrom in der Endstufe. Die Endstufe selbst bilden ein NPN- und ein PNP-Transistor, die jeweils mit einem Emitterwiderstand ausgestattet sind.
Die Arbeitspunkteinstellung (blau) basiert auf einer Referenz, die etwas komplexer aufgebaut wurde als im MUSES02. Aber auch hier kontrollieren zwei getrennte Stromsenken zwei Bereiche. Die Stromquelle des Endstufentreibers wird unabhängig vom Rest des Operationsverstärkers gesteuert. Im Eingangsbereich hat man die zwei Stromquellen Q1 und Q13 mit den Transistoren Q14-Q16 erweitert.
In den Leitungen zwischen den Eingangsbondpads und den Eingangstransistoren befinden sich zwei kurze Streifen, die wie Unterquerungen aussehen. Tatsächlich hat man sich dort aber bewusst für die Basisdotierung entschieden (lila), die einen höheren Widerstand darstellt als die Kollektorkontaktierung (türkis). Offenbar wollte man bewusst einen gewissen Widerstand in die Gateleitung einfügen. Es könnte sich um eine Entstörmaßnahme handeln, wie sie zum Beispiel beim Texas Instruments LM2904B explizit beworben wird.
