Output Sink Current bei Rail-to-Rail Op Amp

S. A. #5325528
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Hallo zusammen

Ich würde bei einer Schaltung gerne einen Operationsverstärker als Sink 
für maximal 10mA verwenden. Die Schwierigkeit dabei: Die 
Ausgangsspannung ist nur 0.6V. Bei "normalen" Op Amps scheint das nicht 
zu funktionieren, beim LM2902DR z.B. habe ich die angehängte Kurve 
gefunden. Durch den Transistor am Ausgang brauche ich eine 
Mindestausgangsspannung, bei 10mA ist die etwa 1V.

Jetzt habe ich mich gefragt, wie es bei einem Rail-to-Rail Op Amp 
aussieht, da diese ja typischerweise MOS-Ausgangsstufe haben. Bei denen, 
die ich angesehen habe, fand ich dazu nirgends in den Datenblättern 
Angaben oder Kurven. Besitzt ein R2R-Op Amp auch eine Mindestspannung, 
welche notwendig ist, damit er als Sink arbeiten kann?

MFG Corono
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soso Gast #5325550
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S. A. schrieb:
> Jetzt habe ich mich gefragt, wie es bei einem Rail-to-Rail Op Amp
> aussieht, da diese ja typischerweise MOS-Ausgangsstufe haben. Bei denen,
> die ich angesehen habe, fand ich dazu nirgends in den Datenblättern
> Angaben oder Kurven. Besitzt ein R2R-Op Amp auch eine Mindestspannung,
> welche notwendig ist, damit er als Sink arbeiten kann?

Yupp.

Umin = Iout * RDSon

Klingt nach Binsenweisheit...

RDSon ist bei einem OPV aber relativ groß. Bei deinem schätze ich mal, 
weniger als 3Ohm kann der nicht. (Diagramm: 30mV bei 10mA)

Gleiches gilt oben gegen das VCC, logischerweise.
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Axel S. #5325563
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S. A. schrieb:
> Ich würde bei einer Schaltung gerne einen Operationsverstärker
> als Sink für maximal 10mA verwenden. Die Schwierigkeit dabei:
> Die Ausgangsspannung ist nur 0.6V

> Jetzt habe ich mich gefragt, wie es bei einem Rail-to-Rail Op Amp
> aussieht, da diese ja typischerweise MOS-Ausgangsstufe haben. Bei denen,
> die ich angesehen habe, fand ich dazu nirgends in den Datenblättern
> Angaben oder Kurven.

Komisch. Ich sofort.

TS914 @ Vcc=5V, U_OL <= 680mV @ 600R (typ. 350mV). Mit 600R und 5V 
fließen dann knapp 8mA und man kommt auf einen typischen Kanalwiderstand 
von 45R (maximal 95R).

TS1872 @ Vcc=5V, U_OL <= 188mV @ 600R (typ. 115mV). Rechne selber.

> Besitzt ein R2R-Op Amp auch eine Mindestspannung,
> welche notwendig ist, damit er als Sink arbeiten kann?

Natürlich. In erster Näherung ist der Ausgang in diesem Lastfall ein 
n-Kanal MOSFET. Auch voll durchgesteuert hat der einen R_ds_on (aka 
Kanalwiderstand). Für 10mA @ 0.6V darf der nicht größer als 60R sein. 
Der TS914 von oben liegt typisch darunter, garantiert wird das aber 
nicht. Der TS1872 hat deutlich bessere garantierte Daten.
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soso Gast #5325570
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Axel S. schrieb:
> Natürlich. In erster Näherung ist der Ausgang in diesem Lastfall ein
> n-Kanal MOSFET. Auch voll durchgesteuert hat der einen R_ds_on (aka
> Kanalwiderstand). Für 10mA @ 0.6V darf der nicht größer als 60R sein.
> Der TS914 von oben liegt typisch darunter, garantiert wird das aber
> nicht. Der TS1872 hat deutlich bessere garantierte Daten.

Genau.

Noch viel fieser ist aber:
Wenn einer der beiden MOSFET der Ausgangsstufe voll druchsteuert, und 
die Ausgangsspannung trotzdem nicht erreicht wird, ist der Verstärker 
nicht mehr im closed-loop-Betrieb.
Die ganzen kleinen schönen Schaltungen da drin sind voll in Sättigung.

Manche OPV machen dann seltsame Dinge, wenn die Spannung wieder steigt. 
Mindestens kann man dann kein definiertes Verhalten mehr erwarten.

100mV Abstand oder mehr zu den Rails ist auch bei Rail2Rail fast immer 
ratsam.
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S. A. #5325593
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So, erst mal Danke für die Antworten.

soso schrieb:
> Yupp.
>
> Umin = Iout * RDSon
>
> Klingt nach Binsenweisheit...

Macht Sinn, da hätte ich auch selber drauf kommen können ;-)

Zwölf M. schrieb:
> zB mit dem LT1490-1491 : ein bipolar RRIO OpAmp

Bei den mit bipolaren Ausgangsstufen habe ich sie gefunden, ja, aber 
nicht bei denen mit MOS.

Axel S. schrieb:
> Komisch. Ich sofort.
>
> TS914 @ Vcc=5V, U_OL <= 680mV @ 600R (typ. 350mV). Mit 600R und 5V
> fließen dann knapp 8mA und man kommt auf einen typischen Kanalwiderstand
> von 45R (maximal 95R).


Da gebe ich dir recht, sobald man mit dem Kanalwiderstand überlegt, 
findet man die Daten. Wieder was dazu gelernt.
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