Op-amps, ¿por qué tienen corrientes de salida tan bajas?

Es simple: ¡los fabricantes hacen lo que los clientes comprarán! Es la misma razón por la que Ferrari no pone un accesorio de remolque en la parte trasera de sus autos ...

El precio es una parte muy importante de esto, por supuesto, y el precio está vinculado al área de silicio, el proceso, el rendimiento y, por supuesto, el empaquetado.

Por ejemplo, un opamp con suministros de +/- 12V y una corriente de salida de 1A disipará varios vatios, por lo que no puede ser un paquete opamp estándar como SO-8. Por lo tanto, su público objetivo se reduce a los clientes que están dispuestos a usar este paquete específico, que no será estándar, por lo que no habrá una segunda fuente en caso de que el primer fabricante esté agotado. Además, el paquete no estándar significa que no se puede comercializar para los clientes que desean un opamp estándar, a menos que sea algo así como un SO-8 con una almohadilla térmica, que tiene sus propios problemas, es mucho peor térmicamente que TO- 220-5 LM1875 por ejemplo.

Contraste esto con, digamos, un NE5532. En el improbable caso de que esté agotado, hay toneladas de equivalentes. El paquete es estándar ... es una parte de jellybean.

Todavía no hemos llegado a las limitaciones tecnológicas reales, y ya los aspectos económicos favorecen el chip que atenderá a la mayor audiencia, en este caso, circuitos de baja corriente con poca señal. Incluso si el paquete mejorado térmicamente agrega solo 5c al costo del opamp más robusto, es 5c demasiado si no necesita la capacidad.

Ahora, una corriente de salida más alta requiere transistores de salida más grandes, por lo tanto más área de silicio: será más costosa. También será más lento.

Supongamos que creas un ADA4898 , arriba De la línea, ultra-todo opamp. Es probable que el proceso para eso sea muy costoso, también se eliminan todos los chips que fallan en las pruebas de especificaciones estrictas, por lo que el rendimiento puede ser un problema. La gente de AD no va a ampliar los transistores de salida si esto solo le interesa al 5% de los clientes de este producto ... porque esto lo haría más caro para los demás, por lo que elegirían otro opamp ...

¿Quizás los fabricantes no pueden hacerlo? Bueno, no. Si hay un mercado, se lanzarán a él. Compruebe ADA4311 , por ejemplo, es un controlador para PLC / DSL / Cualquiera que sea el par trenzado, es rápido, con poco ruido, alta corriente, etc. Pero es un amplificador de retroalimentación actual con altas especificaciones de DC desfasadas y desagradables porque no son importantes para la aplicación, por lo que elegir un diseño de precisión solo aumentaría el costo.

Ahora verifique LM1875 , un opamp de potencia de audio. Es antiguo, desagradable y lento, por lo que probablemente se puede fabricar en un proceso antiguo barato con alto rendimiento. Podría ser mejor, seguro ... pero es lo suficientemente bueno para la aplicación.

Si desea un opamp con buenas especificaciones de pequeña señal (compensación de CC, ruido, etc.) y una unidad de alta corriente, lo más simple es pegarle una etapa de salida de potencia o hacer un compuesto con el primer opamp que esté mejor. uno. Si el segundo opamp es más rápido, no se requiere compensación adicional. Si es más lento, se requiere compensación.

Las corrientes de salida altas significan una alta disipación y una alta distorsión térmica, ya que las diferencias de entrada experimentarán temperaturas ligeramente diferentes. ¿Cómo es posible, si el "diseño simétrico"? Debido a que la metalización no se equilibrará cerca de las bases y el metal, como trayectoria de calor, produce temperaturas desequilibradas en las diferentes zonas.

Si la distorsión térmica no es importante, si ese leve subpelo del 0,01% debido a la retroalimentación térmica, o el exceso del 0,1% no tan leve debido a la retroalimentación térmica, no son importantes, su tarea de diseño es más fácil.

Pero tenga cuidado con el procesamiento de señales de sensores múltiples PAM, en cualquier opamp.