R-R-out Operationsverstärker

Viele (besonders die billigen) Verstärker sind nicht ordentlich spezifiziert. Oft fehlt die Information über das Verhalten unter Überlast:

Ausgang in Sättigung: Erholzeit bis zum regulären Betrieb.
Eingang außerhalb der Versorgungsspannungsgrenzen: Phasenumkehr? Dioden nach Vcc oder GND? Erlaubt?

Deshalb einige eigene Messungen dazu.

Hinweise zur Tabelle:

Alle Daten sind "abs. max." über gesamten Temperaturbereich, sofern verfügbar, bei 5V Betriebsspannung.
Ausführung: zweifach-Verstärker im SO8-Gehäuse. Viele Typen sind auch einfach oder vierfach erhältlich und/oder in kleineren Gehäusen. Nicht alle sind in bedrahteten Gehäusen verfügbar.
Europreise sind von Distributoren im Mai 2002 für Abnahmemengen von 1000 bzw. 1Rolle. Achtung: teilweise bemerkenswerte Unterschiede! Dollarpreise sind von der Website des jeweiligen Herstellers, meist auf 1000er Mengen bezogen.
Spalte RR: Rail-Rail-Eigenschaften. -O bedeutet Eingang bis GND, Ausgang R-R. +O; Eingang bis Vcc, Ausgang RR. IO: Eingang und Ausgang R-R.
Spalte PI: Test und/oder Datenblattangaben zur Phasenumkehr ("phase inversion" aka "phase reversal"), falls ein Eingang die Versorgungsspannungsgrenzen verläßt. n? bedeutet eigener Test: muß nicht für jeden Betriebszustand zutreffen! n! bedeutet Datenblattangabe und ggf. eigener Test. Der AD822 hielt die Datenblattangabe nicht ein!.
Spalten Cl+ und Cl-: Klemmdioden nach Vcc und GND vorhanden?
Spalte Recovery (Erholzeit, eigene Messungen): invertierender Verstärker G=10 (10k:100k). Erholzeit auf 1V Ausgangsspannung vom positiven/negativen Anschlag und 100mV Ausgangsspannung von GND. Falls die 1V-Zeiten unterschiedlich sind => getrennt angegeben. Eine Erholzeit von "0" bedeutet, daß sie vernachlässigbar gegenüber der Anstiegszeit (slew rate) ist. Achtung: die Werte sind nicht unbedingt auf beliebige Anwendungen übertragbar sondern nur Richtwerte. Ferner habe ich nur je ein Exemplar getestet.

Die ersten Einträge sind nur zum Vergleich in der Tabelle - kein R-R-Ausgang!

Übersicht Operationsverstärker
Typ	Preis	RR	Vcc max	BW MHz	Slew rate	Vos	Ibias	Icc	PI	Cl+	Cl-	Recovery ->1V	Recovery ->0,1V	Anmerkung
TL072	?		30V	3MHz	8-13V/us									Inp. bis Vcc
TLC272	0,25€		16V	2MHz	3-5V/us	13mV	35pA	3,6mA	n?	n	j	-3us +0,5us	18us	In und Out bis GND. ESD-robust. Ausgang: keine Diode nach Vcc!
TLE2022	0,54$		40V	1,7-2,8	0,4V/us	85uV	90nA	700uA						Inp. bis GND. Nicht getestet.
LMV358 (TI)	0,38€ 0,32$	-O	5V	1MHz	1V/us	9mV	500nA	600uA	j!	j	j	0	-0 +1,8us	Nicht 100% zu NSC kompatibel! LMV321 (single) kaum billiger, vierfach kaum teuerer!
LMV358 (NSC)	0,38€ 0,26$	-O	5V	1MHz	1V/us	9mV	250nA	615uA	j!	n	j	0	-0 +3us	Nicht 100% zu TI kompatibel! "No crossover distortion", treibt 200pF. Komparatorbetrieb erwähnt.
LMX358	0,5€	-O	5V	1,3MHz	1V/us	6mV	50nA	340uA	n!					Maxim - nicht getestet! Treibt 400pF.
TLV272	0,45€ 0,37$	-O	16V	3MHz	1,2-2,6V/us	7mV	100pA	1,3mA	n?	j	j	2,4us	23us	Auch MSOP und SOT23. Max. ±10mA input current spezifiziert.
TLC2272 TLC2272A	0,56€ 0,67€	-O	16V	2MHz	2-3,5V/us	3mV 1,5mV	100pA	3mA	n?	j	j	1us	6,6us	max. ±5mA input current spezifiziert
LMV822	0,69€ 0,44$	-O	5V	6MHz	2V/us	4mV	150nA	800uA						Auch SC-70 und MSOP. Auch f. kapazitive Last geeignet. Nicht getestet.
MAX4486ASA	0,68€ 0,59$	-O	5V	7MHz	20V/us	7mV	100pA	8mA?	n!					Preis für 2500er Rolle. Auch SOT23-8 und uMax. 1us power up time => Recovery? Nicht getestet.
TLV2622	0,67$	+O	5V	11MHz	5-10V/us	4mV	200pA	2,6mA						JFET!? nicht getestet. Max. ±10mA input current spezifiziert.
OPA2337	<0,9€	-O	5V	3MHz	1,2V/us	3,5mV	10pA	1,2mA	n!	j	j	-1us +0,5us	4,5us	Als 2338 f. G>5 schneller. "Completely independent" 2us recovery spez. ±10mA input. Einzeln in SOT23. Gute Doku.
AD822	4€	-O	36V	1,9MHz	3V/us	0,5mV	2,5nA	1,6mA	j!	j	n	4us	27us	JFET, Eingang darf weit unter GND! No phase inversion garantiert, aber nicht eingehalten!
TS912 TS912B	<0,7€	IO	16V	1MHz	0,6-1V/us	12mV 3mV	300pA	900uA	n?	j	j	-2us +10us	92us	"Latch-Up-immunity" und ESD tolerant (3kV)
TLV2372I	0,62€ 0,53$	IO	16V	3MHz	1,6-2,7V/us	6mV	100pA	1,3mA	n?	j	j	3us	16us	-40°C...+125°C Standard! Auch MSOP und SOT23. Max. ±10mA input current spezifiziert.
LMC6482 LMC6482A	0,63€ +0,1€	IO	15V	1,5MHz	1V/us	3,7mV 1,3mV	4pA	1,5mA	n!	j	j	6us	30us	Ausdrücklich keine PI, max. ±5mA input current spezifiziert. Treibt 100pF. Bessere RR-Eingangsstufe s.u.! Vierfach: doppelter Preis.
OP284F OP284E	teuer	IO	36V	3MHz	1,65V/us	0,35mV 0,16mV	600nA	2,9mA	n!					Max. ±5mA input current spezifiziert. 2us recovery spec. Treibt 1nF!

Kommentare zu einigen Verstärkern:

LMV358: Billig (sic!). Lausige Datenblätter, wichtige Angaben fehlen. TI und NSC sind offenbar unterschiedlich (Eingangsdioden)! Phasenumkehr bei negativen Überspannungen. Merkliche Restspannung (GND+40mV gemessen). Eingänge: NSC sagt "positive Spannung darf überschritten werden, negative soll nicht (?)". Auch kleinere Gehäuse. Einfach-Versionen (LMV321) kosten kaum weniger, vierfach ist (LMV324) kaum teuerer.
TLV272 kann fast alles besser als der LMV358 und kostet kaum mehr..
OPA2337 ist vorbildlich spezifiziert (Phase Reversal, Recovery), robust, aber nicht mit kleinem Offset und nicht ganz billig aber preiswert.
TLC2272 ist flott, kann 16V und ist mit kleinerem Offset erhältlich. Bis auf die Doku kann er mit dem OPE2337 mithalten. Preiswert.
TS912 ist ein leicht erhältlicher RRIO, aber langsam und unvollständig spezifiziert.
TLV2373 ist ein flotter RRIO, leider unvollständig spezifiziert.
LMC6482 (RRIO) ist vorbildlich spezifiziert (Phase Reversal, Recovery), kleiner Offset verfügbar.
AD822, OP284: größere Betriebsspannungen, kleinere Offsets. Bis auf den Bias-Strom ist der OP284 besser. Enttäuschend, daß der AD822 Phasenumkehr zeigt (bei positiver Überspannung).

(Noch) nicht in der Liste:

LMC2001 hat superkleinen Offset und ist schnell aber nur einzeln und 50ms (!) Recovery.
OP297 für großen Ausgangsstrom.
LM8261 Single SOT23 RRIO, 24MHz 15V/us 53mA Unlimited Cap Load aber 2,7uA Bias! Ca. 1$

Spezielle Eigenschaften von R-R-Operationsverstärkern:

Vorsicht bei R-R-Ausgang: Höhere "open loop" Ausgangsimpedanz wg. Ausgangstransistoren in Sourceschaltung (statt Emitterfolger). Vorsicht bei kapazitiver Last (zus. Phasenverschiebung)!
Vorsicht bei RR-In: Zwischen ca. 1V und Vcc-1V sind beide Eingangsstufen aktiv => geringere Eingangsströme als vergleichbare Verstärker (bipolar). Jenseits dieser Grenzen ändert sich der Eingangsstrom und die Offsetspannung => Übernahmeverzerrungen. Kann teilweise durch Eingangswiderstände ausgeglichen werden. Ausnahme: der LMC6484 hat keine doppelte Eingangsstufe sondern eine spezielle Schaltung ohne Übernahmeverzerrungen.

Vorsicht - Angaben nicht gegengeprüft. Zusätzlich aktuelles Datenblatt verwenden!

History:

2002-09-24 (ob) Erste Version mit freundlicher Genehmigung meines Brötchengebers

2002-09-25 (ob) Phasenumkehr bei LMV358