ElectroCard – Fiche de lecture
LB-17 — LM118 Op Amp Slews 70 V/µs
Auteur : National Semiconductor
Septembre 1971
Pourquoi ce Linear Brief est important
Ce dix-septième Linear Brief présente le LM118, l'un des premiers amplificateurs opérationnels monolithiques ultra-rapides capables d'offrir simultanément une bande passante de 15 MHz, un Slew Rate de 70 V/µs et une compensation interne pour un fonctionnement en gain unitaire.
Le document explique en détail les innovations d'architecture qui permettent d'obtenir un gain de vitesse supérieur à un ordre de grandeur par rapport aux amplificateurs opérationnels classiques. Il montre également comment utiliser la compensation Feedforward afin de doubler encore les performances en bande passante et en vitesse de balayage. 
Ce que l'on y apprend
• architecture interne du LM118
• compensation interne à trois condensateurs
• compensation Feedforward
• limitation des transistors PNP latéraux
• augmentation de la bande passante
• amélioration du Slew Rate
• temps d'établissement (Settling Time)
• compensation des charges capacitives
• équilibrage de l'offset
• stabilité en boucle fermée
• découplage des alimentations
• influence des capacités parasites
• optimisation des amplificateurs rapides
• interchangeabilité avec les LM101A et LM741
Les pépites techniques
• bande passante de 15 MHz
• Slew Rate de 70 V/µs en configuration standard
• Slew Rate porté à environ 120 V/µs avec compensation Feedforward
• bande passante pouvant être pratiquement doublée
• gain en boucle ouverte d'environ 200 000
• tension d'offset typique de seulement 2 mV
• courant de polarisation d'entrée de 200 nA
• temps d'établissement de seulement 800 ns à 0,1 % pour un échelon de 10 V
• charge capacitive directe jusqu'à 100 pF
• fonctionnement sous ±5 V à ±18 V
• schéma interne simplifié entièrement expliqué
• recommandations détaillées pour la compensation et le routage des circuits rapides
Les calculateurs ElectroCard envisageables
• Calculateur Slew Rate.
• Calculateur bande passante.
• Calculateur Settling Time.
• Calculateur compensation Feedforward.
• Calculateur condensateur de compensation.
• Calculateur capacité de charge.
• Calculateur stabilité.
• Calculateur erreur d'offset.
• Calculateur temps de montée.
• Simulateur LM118.
• Simulateur réponse impulsionnelle.
• Simulateur diagramme de Bode.
Applications décrites
• Amplificateur inverseur haute vitesse.
• Amplificateur large bande.
• Convertisseur analogique/numérique.
• Filtre actif.
• Échantillonneur-bloqueur (Sample & Hold).
• Intégrateur rapide.
• Amplificateur vidéo.
• Instrumentation haute vitesse.
Intérêt historique
Publié en septembre 1971, ce Linear Brief marque une étape importante dans l'évolution des amplificateurs opérationnels rapides. Grâce à une nouvelle architecture utilisant une compensation interne innovante et une voie Feedforward contournant les limitations des transistors PNP latéraux, le LM118 atteint des performances jusque-là réservées à des solutions beaucoup plus complexes. Sa compatibilité de brochage avec les LM101A et LM741 facilite son adoption dans les systèmes existants, tandis que ses caractéristiques de vitesse ouvrent la voie aux convertisseurs analogique/numérique rapides, aux filtres actifs large bande et aux circuits Sample & Hold modernes.
Niveau
★★★★★
Avis ElectroCard
Un excellent Linear Brief. En seulement deux pages, il présente l'un des amplificateurs opérationnels les plus rapides de son époque et explique clairement les innovations qui permettent d'obtenir une bande passante de 15 MHz, un Slew Rate de 70 V/µs et un temps d'établissement inférieur à une microseconde. Les explications sur la compensation Feedforward, les schémas internes, les conseils de routage ainsi que les exemples de compensation optimisée constituent une excellente initiation à la conception des amplificateurs haute vitesse. Pour ElectroCard Analog Archives, ce document mérite pleinement une édition Premium Interactive accompagnée de calculateurs HTML dédiés au Slew Rate, au Settling Time, à la compensation Feedforward, à la bande passante et aux performances dynamiques des amplificateurs opérationnels.