ElectroCard – Fiche de lecture
LB-12 — An IC Voltage Comparator for High Impedance Circuitry
Auteur : National Semiconductor
Janvier 1970Pourquoi ce Linear Brief est important
Ce douzième Linear Brief présente le LM111, un comparateur de tension conçu spécialement pour les circuits à haute impédance. Contrairement aux comparateurs rapides de première génération (LM106, LM710), le LM111 réduit très fortement les courants d'entrée tout en conservant une vitesse de commutation élevée.
Grâce à sa sortie particulièrement souple d'utilisation, sa large plage d'alimentation et sa capacité à piloter directement des charges de puissance ou des circuits logiques TTL, DTL, MOS et des commutateurs analogiques, il ouvre un nouveau domaine d'applications pour les comparateurs intégrés.
Cette édition ElectroCard va beaucoup plus loin que le document original en proposant une analyse complète de l'architecture interne du LM111, permettant de comprendre les choix de conception de Bob Widlar et le fonctionnement détaillé de chacun des blocs fonctionnels du comparateur.
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Ce que l'on y apprend
• architecture interne complète du LM111
• analyse transistor par transistor du schéma interne
• fonctionnement de l'étage différentiel PNP
• miroirs de courant et sources de courant internes
• cellule régénérative de décision
• rôle du transistor Q20 dans la commutation
• fonctionnement de l'étage de sortie à collecteur ouvert
• limitation interne du courant de sortie
• comparateur à faible courant d'entrée
• comparateur pour fortes impédances
• comparateur rapide
• fonctionnement en alimentation simple
• fonctionnement en alimentation symétrique
• sorties compatibles TTL, DTL et MOS
• commande de relais et de lampes
• isolation galvanique de la sortie
• limitation de courant intégrée
• comparateurs de passage par zéro
• détection de photodiodes
• comparateurs pour capteurs magnétiques
• interfaces analogiques / numériques
• comparaison détaillée avec les LM106 et LM710------------------------------------------------------------
Les pépites techniques
• courant d'offset d'entrée réduit à seulement 20 nA typiques
• courant de polarisation d'entrée de 150 nA
• fonctionnement avec des résistances de source supérieures à 30 kΩ
• plage de mode commun de ±14 V
• tension différentielle admissible de ±30 V
• sortie capable de commuter 50 V sous 50 mA
• alimentation simple 5 V ou alimentation symétrique ±15 V
• limitation de courant interne protégeant la sortie
• étude complète du schéma interne comportant plus de vingt transistors
• analyse fonctionnelle des différents étages internes
• compréhension de la cellule régénérative
• explication détaillée du rôle de Q20
• comparaison approfondie avec les comparateurs LM106 et LM710
• nombreuses applications directement exploitables------------------------------------------------------------
Valeur ajoutée ElectroCard
Cette édition Premium ne se limite pas à traduire le document historique de National Semiconductor.
ElectroCard propose une étude détaillée de l'architecture interne du LM111, réalisée transistor par transistor, permettant de comprendre le rôle des différents étages : différentiel d'entrée PNP, miroirs de courant, cellule régénérative, commande de sortie, limitation de courant et logique interne de décision.
Les nombreuses questions techniques ajoutées tout au long du document constituent une véritable analyse pédagogique du fonctionnement du comparateur. Cette approche transforme un Linear Brief de deux pages en une référence moderne sur la conception des comparateurs analogiques de précision.
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Applications décrites
• Détecteur de passage par zéro pour commutateur analogique MOS
• Détecteur de passage par zéro pour capteur magnétique
• Comparateur pour photodiode de très faible niveau
• Commande directe de charge référencée à la masse
• Interfaces TTL
• Interfaces DTL
• Interfaces MOS
• Commande de relais
• Commande de lampes
• Instrumentation analogique------------------------------------------------------------
Intérêt historique
Publié en janvier 1970, ce Linear Brief marque une évolution importante dans le domaine des comparateurs intégrés.
Le LM111 combine une faible consommation, une excellente immunité aux courants d'entrée, une sortie très robuste et une grande souplesse d'alimentation. Les applications présentées — détection de passage par zéro, photodiodes, capteurs magnétiques et interfaces logiques — annoncent de nombreuses utilisations qui deviendront classiques dans les systèmes industriels, les convertisseurs analogique/numérique et les circuits d'acquisition de données.
Grâce à l'étude approfondie de son architecture interne réalisée dans cette édition ElectroCard, ce document constitue aujourd'hui également une excellente introduction aux méthodes de conception des comparateurs analogiques développées par Bob Widlar au début des années 1970.
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Niveau
★★★★★
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Avis ElectroCard
Un remarquable Linear Brief qui constitue une véritable leçon de conception analogique.
Au-delà de la présentation du LM111 et de ses nombreuses applications, cette édition Premium ElectroCard apporte une analyse approfondie de son architecture interne, mettant en évidence les choix de conception de Bob Widlar et le fonctionnement détaillé de chaque bloc fonctionnel.
Cette étude transforme un document historique de seulement deux pages en une référence pédagogique moderne sur les comparateurs de précision. Pour ElectroCard Analog Archives, le LB-12 fait désormais partie des éditions Premium majeures de la collection et constitue probablement l'une des meilleures introductions disponibles à l'architecture interne du LM111.
