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シムサーキット有限会社は回路シミュレーションに関連する技術/製品/サービスを提供する会社です。

モデル&マニュアル・パッケージ:「何故OPアンプには入力が2つあるのか?」Model & Manual Package : Universal OP amp


〜SPICEによって学ぶ「OPアンプを使ったアナログ回路の基本・基礎・本質」〜

 アナログ回路の基礎となるOPアンプ回路ついて、SPICEシミュレータを活用しながら理解することを目標としています。シミュレータでOPアンプの設計・解析・実験を行う場合に必要となる「技術情報」、「万能モデル」、「回路図ファイル例」をパッケージにしてご提供します。 

添付されるオリジナル「OPアンプ万能モデル」について

OPアンプ万能モデルとは

 個別のOPアンプの特性を組み込んだモデルではなく、それぞれのOPアンプのデータシートから主要特性値をパラメータとして入力することで作成できるモデルです。既成のモデルの場合は、どの特性を組み込んでいるか、その値はいくつで設定しているかなど、分かりにくい場合が多いと思います。
回路の素性ははっきりしていて、予想外のシミュレーション結果が出た場合、それをどう理解すべきか、OPアンプ特性のどこに原因があるのか、判断に迷う場合もあると思います。万能OPアンプモデルでは、ユーザー自身がパラメータを指定するので、これらの原因は何回かのシミュレーションで解決可能です。
さらに言えば、注目する特性以外は理想的なパラメータ値としたりすることで、どのパラメータがどう特性にかかわっているかなどを簡単に実験できます。現実のICを単に模擬するだけでなく、「もし、○○ならばどうなるか」という通常のモデルでは不可能なさまざまな実験が可能です。

オリジナルのモデルの概略
UOPAMP_01 : 必要最低限の機能でOPアンプ回路のシミュレーションを行いたい場合に使用。回路図作成時に非常に煩わしい電源配線を省略した3端子シンボル。主極のみの周波数特性、出力電圧の電源電圧による制限、スルーレート設定可能。

UOPAMP_02 : 電源配線の必要がない3端子シンボルで、01モデルにはない特性を含めてシミュレーションしたい場合に使用。01モデルに加えて、第2ポール、オフセット電圧、バイアス電流、出力飽和電圧、最大出力ソース/シンク電流、同相入力抵抗、同相入力容量を追加。

UOPAMP_03 : 電源配線の必要がない3端子シンボルで、多くの特性を含めてシミュレーションしたい場合に使用。02モデルに加えて、第3ポールおよびゼロ、CMRR特性、PSRR特性を追加。

UOPAMP_04 : 03モデルにさらに特性を追加したモデル。測定のために電源ラインも追加した5端子シンボル。03モデルに加えて、無負荷静電源電流、入力雑音電圧・電流を追加。電源ラインのない03モデルでは不可能なPSRRのAC特性のシミュレーションも可能。

機能一覧表
 モデル・パラメータ UOPAMP_01 UOPAMP_02 UOPAMP_03 UOPAMP_04
開ループ電圧利得 (dB) or (倍)  ○  ○  ○  ○
利得帯域幅積 (Hz) or
第一ポール周波数 (Hz)
 ○  ○  ○  ○
第二ポール周波数 (Hz)    ○  ○  ○
第三ポール周波数 (Hz)      ○  ○
ゼロ周波数 (Hz)      ○  ○
スルーレート (V/μs)  ○  ○  ○  ○
正電源電圧値 (V)  ○  ○  ○  ○
負電源電圧値 (V)  ○  ○  ○  ○
正側出力飽和電圧 (V)    ○  ○  ○
負側出力飽和電圧 (V)    ○  ○  ○
最大出力ソース電流 (A)    ○  ○  ○
最大出力シンク電流 (A)     ○  ○  ○
出力抵抗 (Ω)  ○  ○  ○  ○
差動入力抵抗 (Ω)  ○  ○  ○  ○
同相入力抵抗 (Ω)     ○  ○  ○
差動入力容量 (F)  ○  ○  ○  ○
同相入力容量 (F)    ○  ○  ○
入力オフセット電圧 (V)    ○  ○  ○
+入力端子バイアス電流 (A)    ○  ○  ○
-入力端子バイアス電流 (A)    ○  ○  ○
同相モード除去比 (dB)      ○  ○
CMRR零点周波数 (Hz)      ○  ○
正電源電圧変動除去比 (dB)      ○  ○
+PSRR零点周波数 (Hz)      ○  ○
負電源電圧変動除去比 (dB)      ○  ○
-PSRR零点周波数 (Hz)      ○  ○
無負荷静電源電流 (A)        ○
入力雑音電圧密度(V/√Hz)        ○
入力雑音電圧 1/f 遮断周波数(Hz)        ○
 入力雑音電流密度 (A/√Hz)        ○
入力雑音電流1/f 遮断周波数 (Hz)        ○

マニュアル部の目次

第1章 OPアンプとは

第2章 負帰還とは何か

第3章 OPアンプの歴史

第4章 直流特性の理解:理想OPアンプとイマジナリー・ショートという近似

第5章 交流特性の理解:3種類のループゲインと安定性判別法

第6章 LTspice/PSpice/TopSpiceで使用可能な万能OPアンプモデル

第7章 万能OPアンプモデルの使い方

第8章 ビルトインのモデルやメーカー提供のモデルの使い方

第9章 SPICEを使ったOPアンプ特性の測定

第10章 SPICEを使ったOPアンプ基本回路の実験