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National Semiconductor LF411

LF411

Der LF411 ist eine Weiterentwicklung des LF355. Besonders erwähnenswert ist die geringere Offsetspannung von typischerweise 0,8mV (LF355: 3mV). Abgesehen von einer etwas reduzierten Stromaufnahme ist der LF411 ansonsten dem LF355 recht ähnlich.

 

LF411 Die

Das Die des LF411 ist deutlich effizienter aufgebaut als das des LF355.

 

LF411 Blockschaltbild

Das im Datenblatt dargestellte, vereinfachte Blockschaltbild zeigt, dass die Widerstände in den Sourcepfaden der Eingangstransistoren intern abgeglichen werden. Dieser Abgleich ermöglicht es die Offsetspannung des LF411 auf ein Minimum zu reduzieren.
Oberhalb der abgeglichenen Widerstände bietet der LF411 nach außen geführte Anschlüsse, über die der Offset extern weiter reduziert werden kann.

 

LF411 Die Detail Abgleich

Der Abgleich der Sourcewiderstände erfolgt, indem parallel geschaltete Widerstände abgetrennt werden. Die zusätzlichen Widerstände befinden sich innerhalb des roten Rechtecks oben links. Es handelt sich dabei um einen großen J-FET mit mehreren, unterschiedlich breiten Kontakten. Die Breite der Kontakte bestimmt den Kanalwiderstand.
An der linken Kante des Dies befinden sich acht Testpads mit sieben fusible Links. Die oberen fünf Testpads ermöglichen es Teile des großen JFET-Widerstands abzutrennen und somit den Sourcewiderstand zu erhöhen. Die unteren drei Testpads bestimmen das Vorzeichen der Korrektur, indem sie den eingestellten Widerstandswert dem einen oder dem anderen Zweig des Differenzverstärkers zuweisen. Dazu ist das mittlere der unteren drei Pads an die oberen fünf angebunden, während die umgebenden zwei Pads zu den Sourcewiderständen führen. Je nachdem welcher der dazwischen befindlichen fusible Links bestehen bleibt, wird der zusätzliche Widerstand einer der beiden Seite zugeordnet.

An der linken Kante sind mehrere Zeichenfolgen abgebildet. Die oberen zehn Buchstaben stehen für zehn Masken, die schon öfter überarbeitet wurden. Bei der Metalllage handelt es sich bereits um die sechste Revision.
NSC steht höchstwahrscheinlich führ National Semiconductor. 99151Z könnte eine interne Typbezeichnung sein.

 

LF411 Die Detail Eingang

Während die Eingangsstufe des LF355 mit zwei J-FETs aufgebaut ist, kamen im LF411 vier über Kreuz verschaltete J-FETs zum Einsatz.
Eingangssignale: blau und grün; gemeinsames Drainpotential aller J-FETs: schwarz; Ausgangssignale: lila und rot;

Die über Kreuz angeordneten Eingangstransistoren sorgen dafür, dass sich thermische Gradienten auf dem Die weniger negativ auswirken. Kommt nur ein Transistor je Differenzverstärkerzweig zum Einsatz, so ist die Gefahr hoch, dass die zwei Transistoren unterschiedliche Temperaturen aufweisen und sich entsprechend ein Offset einstellt. Ändern sich die Temperaturverteilungen, so ändert sich meist auch der Offset. Bei über Kreuz angeordneten Transistoren kompensiert sich dieser Effekt zum Großteil.
Es überrascht, dass trotz dieser speziellen Eingangsstufe der Temperaturdrift des LF411 mit typischerweise 7µV/°C minimal höher ist als der Temperaturdrift des LF355 mit typischerweise 5µV/°C. Wahrscheinlich verstärkt die höhere Integrationdichte des LF411 temperaturbedingte Drifteffekte.

 

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