Rail to Rail

[Manf]

Als es noch kaum R2R (Rail to Rail) OPs gab, ging eine Schltung um, wie man mit zwei komplementären Transistoren eine R2R Ausgangsstufe realisieren kann, für den OP im Bild, der nicht R2R fähig ist.

Zwei Widerstände sollte man noch einsetzen und alles läuft. Die Schaltung ist ein bisschen kritisch und nicht sehr linear. Bei Operationsverstärkern die ohnehin stark gegengekoppelt sind mag es ja gehen, wenn die Frequenz nicht zu hoch ist.

Wie werden die 2 Widerstände und die 2 komplementären Transistoren hierfür eingesetzt?
Manfred

[BlueNature]

Vieleicht mal so? 2 Widerstände und ein komplementär NPN/PNP-Paar

[Manf]

Vieleicht mal so? 2 Widerstände und ein komplementär NPN/PNP-Paar
Am Ausgang der Schaltung sind zwei Emitterfolger angeschlossen. Die beiden Ausgänge kann man noch miteinander verbinden. Man erhält damit eine Treiberstufe zur Vergrößerung des Ausgangsstroms.

Das ist immerhin eine Schaltung in der man 2 komplementäre Transistoren sinnvoll einsetzen kann.

Der Ausgangsspannungshub des OP wird mit dieser Stufe nach oben und nach unten um jeweils eine Schwellspannung vermindert. Das läuft dem eigentlichen Ziel der Rail to Rail Aussteuerung entgegen.

Das ist damit nicht die Lösung.
Manfred

[Manf]

Mit Emitterfolger sieht es schlecht aus. Es bliebe dann noch die Schaltung mit dem Kollektor am Ausgang, die liefert eine Spannungsverstärkung und kann grundsätzlich die Versorgungsspannung und die Masse ereichen.

Ansteuern muß man sie dann halt noch.
Manfred

[Manf]

Man müsste den oberen Transistor getrennt vom unteren Transistor ansteuern. Der OP hat aber nur einen Ausgang.

Kann vielleicht jemand angeben, wie man mit einem 7805 eine Spannung von 6V stabilisiert?
Manfred

[uwegw]

Kann vielleicht jemand angeben, wie man mit einem 7805 eine Spannung von 6V stabilisiert?

meinst du sowas?

[Manf]

meinst du sowas?
Perfekt !
Der Schritt zur Lösung ist von da aus nicht groß.
Manfred

[BlueNature]

Ich denke es wird in der folgen Version sein. Wenn der OPAmp am Out auf +Ub zieht wird der obere PNP gesperrt. Der untere NPN wird leitend und der Ausgang wird nach Masse umschalten. Ist also invertiert?!? Genauo wenn der Out des OPAmp's nach -UB zieht. Dann wird der NPN gesperrt und der PNP wird leitend da ihm ein Basisstrom abgezogen wird. Damit schaltet der Ausgang auf +Ub.

[Manf]

Die Schaltung hängt ein bisschen daran, dass sich die Ausgangsspannung des OP nicht viel ändern kann. Der OP erreicht nicht das obere Potential denn er ist ja nicht rail to rail, er kann sich aber auch nicht um mehr als eine Schwellspannung von ihm entfernen.

Damit kann der untere Transistor über den Widerstand zwischen den Basen kaum angesteuert werden.

Der Widerstand zwischen den Basen darf nicht klein sein, denn die Differenzspannung zwischen den Basen ist ja fast so groß wie die Versorgungsspannung.

Manfred

[Manf]

Die Lösung fängt damit an, dass der OP nicht nur drei Anschlüsse hat.

Das ist ähnlich wie beim 7805 bei dem man in der Originalbeschaltung auch nicht noch einen Abgriff zwischen Masseanschluss des Reglers und dem Masseanschluß der Versorgungsspannung hat.
Manfred

[PicNick]

@Manfred: ich tät ja mal beide Basen mit dem OP Out verbinden und wegen des Übergangs einen Widerstand (< 100) dann zu den Collectoren.
Dabei bliebe mir allerding ein R über, von der Last mal abgesehen.
Als LS-Verstärker hab ich sowas im Einsatz, ob das aber r2r ist, weiß ich garnicht.
dein schimmerloser Robert

[Manf]

Bei der Verbindung der beiden Basen zieht man die Versorgungsspannung erst mal auf die zweifache Schwellspannung herunter.

Ansteuern sollte man die Basen, aber getrennt, und wenn man nur einen Ausgang am OP hat, dann so ähnlich wie beim 7805 mit der Erweiterung.
Manfred

[Manf]

Die Schaltung sieht idealerweise so aus, dass jede Basis mit einem Widerstand beschaltet ist durch den zunächst ein Strom fließt, der den Arbeitspunkt einstellt, 0,6V*R, und dann noch ein Strom der der Ansteuerung entspricht, für den oberen Transistor -(Ua-Ub/2)*k und für den unteren (Ua-Ub/2)*k. So wird dann die Ansteuerung an die Ausgangsstufe übertragen.

Für die Realisierung braucht man dabei gerade die beiden Widerstande an den Basen.
Manfred

[PicNick]

Danke, Mafred, wieder was gelernt.
Mein Vorschlag was natürlich Schwachsinn, weil das, was ich meinte, die Transistoren nat. genau umgekehrt braucht (Emitter in der Mitte), normale Stromverstärkung halt. Keine Ansatz von R2R.

[Manf]

Für die Realisierung braucht man dabei gerade die beiden Widerstande an den Basen. ...

Die Stromquellen braucht man nicht zu realisieren, die stecken im OP drin und beschreiben gerade die Stromaufnahme an den Versorgungspins.

Manfred