オペアンプの最大電圧を教えて下さい。

質問

http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/opa4354.pdf

オペアンプが最大どれくらいまでの入出力電圧及び入出力電流に対応しているのかを知りたいのですが、スペック表でどこの部分を見れば良いのでしょうか？
さすがに1kVとかだと普通のオペアンプでは使うことが出来ないのでしょうか？
お願い致します。

回答No.7

anachrockt · ベストアンサー

一般的な話ではなくて，提示のデータシートの見方とゆう具体的な話ですよね．
推奨電源電圧は，
VS = V+ - V- = +2.7V to +5.5V Single-Supply
ですから，V+ = 2.7V ～ 5.5V, V- = 0V
で，使用します．
データシートを見れば，出力電圧は下で書いたように，
Voltage Output Swing from Rail VS = +5V, RL = 1kΩ, AOL > 94dB
で， 0.1(TYP) 0.3V(MAX)
ですから，VS = +5.5V で，負荷抵抗 RL = 1kΩ（V-に接続）のときは，
0V～5.4V (TYP), 0V～5.2V (MIN)
でしょう．
負荷や周波数が変わったらどうなるかは9ページにグラフが載っています．

入力電圧範囲は
INPUT VOLTAGE RANGE (V-) - 0.1V MIN, (V+) + 0.1 V MAX
ですから，VS = +5.5V では
-0.1V～+5.6V
まで正常に動作します．

なお，1kVの振幅が欲しかったら，役不足だけどこれが使えるかも？
http://www.nfcorp.co.jp/pro/ps/p-amp/hv/index.html

回答No.6

walkingdic

＞やはり分からないのはElectrical Characteristics2.7～5.5Vというのは電源の電圧であって入力段の電圧ではないですよね？

そうです。
ですから入力段の最大定格は電源電圧で決まり、電源電圧＋０．５Ｖということです。
そもそも通常電源電圧以上の電圧を入力段に加えるというのは想定していないことが多いです。

＞（そうでないと2.7V以下の電圧では動作しないないということになってしまいます）
この意味がよくわかりません。電源電圧が２．７Ｖ以下では壊れることはないものの特性を保証しないので、２．７Ｖからとなっています。

入力はもちろん電源電圧の範囲であれば壊れることはありません。
正常動作する範囲は、"INPUT VOLTAGE RANGE"と書かれている範囲になります。
Ｖ－より０．１Ｖ低いところからＶ＋より０．１Ｖ高い電圧までですね。

＞それと、出力段の定格電圧はいくつなのでしょうか？何Vまで増幅出来るのでしょうか？

出力段に定格電圧という概念はありません。
何Ｖまで増幅できるかといえば、当たり前ですが、電源電圧以上になることもありえません。（オペアンプの親戚のコンパレータではオープン出力で別に電源を持ってくればそれ以上の電圧出力に出来る場合もあります）

オペアンプの場合、一般的なオペアンプは電源電圧範囲より０．５Ｖ～１Ｖ程度低くなるのが通例です。しかしＲａｉｌ－ｔｏ－Ｒａｉｌといって、出力範囲が電源電圧と等しいところまで使えるオペアンプもあります。
ご質問で提示されているＯＰＡ３５４などはその例であり、このオペアンプは電源電圧範囲での出力が可能です。

回答No.5

walkingdic

数ｋＶの耐圧は存じませんねぇ。。。。

ご質問のＵＲＬにあるＯＰアンプ規格表で、最大に取り扱える電圧とか最大電流は、
Absolute Maximum Rationgs

を見ます。これは通常使用する電圧というより、これ以上の電圧をかけると壊れますよという最大定格ですから、現実に取り扱える範囲はこれより低くなります。電流も通常はこれにマージンを見込みます。

で、Supply Voltage :電源として最大に加えることが出来るのは７．５Ｖとあるのでこれ以上の電圧をかけると壊れる可能性があるということです。（Ｖ＋からＶ－までの電位差で規定）
入力端子は電源電圧よりそれぞれ０．５Ｖ高い電圧までです。それ以上だと壊れるということです。

通常使用できる電圧範囲（設計上想定している電圧範囲）というのは、Electrical Characteristicsでの電圧です。これをみると２．７から５．５Ｖの単電圧を想定していますね。
入力端子に加えることの出来る電圧はいずれにしても電源電圧から０．５Ｖ超えたところまでが限度なのは先の絶対定格に書かれている通りです。通常は電源電圧範囲を超えて電圧を加えることは想定していないでしょう。

さて、高電圧を扱いたい場合ですが、通常のＯＰアンプを使用して出力段に高電圧アンプを設けて対処するのが普通です。
入力部の高電圧化は、抵抗分圧すればよいし、出力段はトランジスタでプッシュプル構成にするなどします。

お礼

ありがとうございます。

やはり分からないのはElectrical Characteristics2.7～5.5Vというのは電源の電圧であって入力段の電圧ではないですよね？
（そうでないと2.7V以下の電圧では動作しないないということになってしまいます）

それと、出力段の定格電圧はいくつなのでしょうか？何Vまで増幅出来るのでしょうか？

回答No.4

anachrockt

データシートで，
VS = +2.7V to +5.5V Single-Supply
と書いてあるから，±5V（VS = 10V）では使用できないでしょう．
出力振幅は，
Voltage Output Swing from Rail VS = +5V, RL = 1kΩ, AOL > 94dB
で， 0.1(TYP) 0.3V(MAX)
ですから，VS = +5.5V のときは，
0.1V～5.4V (TYP), 0.3V～5.2V (MIN)
でしょう．
1kVの振幅が必要なら，高耐圧トランジスタを使用して，こんな回路にします．
http://www7b.biglobe.ne.jp/~kochan/workshop/analog/highvolt.htm

ただし，高圧安定化電源が必要です．

回答No.3

takepon256

ちなみに見つけた中で最大電圧のものはこれです。
http://www1.odn.ne.jp/~aal22410/sub3-a.html

値段、高いです。

回答No.2

takepon256

5ページの「POWER SUPPLY」で
　　VS……MIN=2.7V、MAX=5.5V
って書いてあるから、通常は±5Vで使用するものでしょう。
（電圧変動を考慮して5.5Vまでの仕様にしてある）

数十Vのパワーアンプは知ってますが、kVのものは私も知りません。
というか、オペアンプなどの複雑な回路を1素子に入れてしまうと放熱が間に合わないので、存在しないのではないでしょうか？

お礼

ありがとうございます。

ただこのPOWER SUPPLYって入力電圧のことではなくて電源電圧のことではないのでしょうか？
最低値が2.7Vということは例えば0.5Vほどの電圧を10倍に増幅して使うといった用途には使えないということになると思うのですが・・・

回答No.1

sailor

基本的に電源電圧を超えた電圧を扱うことは出来ません。通常電源電圧は３０Ｖ（±１５Ｖ）程度ですのでそれを超えた電圧を直接扱うことは出来ないと考えてください。

普通というか私の知る限りではオペアンプでkＶ単位の電圧を扱えるものはない様に思えます。