Richi´s Lab

National Semiconductor LH0033

LH0033

Der LH0033 ist ein schneller Spannungsfolger von National Semiconductor. Die maximal zulässige Versorgungsspannung beträgt 40V. Der maximal zulässige Ausgangsstrom liegt bei +/-250mA. Die Variante mit dem Index C ist die etwas schlechtere Sortierung des Bausteins. Die folgenden Daten gelten für die bessere Sortierung. Die JFET-Eingangsstufe ermöglicht es einen Eingangsstrom von 10nA über den vollständigen Betriebstemperaturbereich einzuhalten. Die Slewrate spezifiziert das Datenblatt mit typischerweise 1500V/µs. Die Bandbreite wird mit 100MHz angegeben.

Die Buchstaben LH weisen darauf hin, dass es sich um einen Hybridschaltkreis handelt. Die Schaltung ist auf einem Keramikträger aufgebaut und wird zu einem Großteil von einer Keramikkappe geschützt. Neben diesem Gehäuse war der LH0033 auch in einem relativ großen TO-8 Gehäuse verfügbar.

 

LH0033 Datenblatt Schaltplan

Das Datenblatt zeigt die verhältnismäßig einfache, zweistufige Schaltung des LH0033. Die Applikation Note 48 beschreibt die Schaltung genauer. In der ersten Stufe befindet sich ein JFET-Verstärker mit einer JFET-Stromsenke. Q4 erzeugt einen Arbeitsstrom, der über R2 abgeglichen werden kann. Laut der Application Note beträgt der Strom 10mA. Über D1 und R2 stellt sich eine Spannung von ungefähr 1,1V ein. Zwischen Gate und Source von Q1 stellt sich dann ebenso eine Spannung von 1,1V ein. Sind die Eigenschaften von D1 und R2 den Eigenschaften von R1 (inklusive R3) und Q5 ähnlich, dann entspricht das Potential am Eingang exakt dem Potential am Ausgang. Wenn außerdem die beiden JFETs Q4 und Q5 sehr ähnliche Eigenschaften besitzen, dann ist der Offsetdrift der Schaltung sehr klein.

In der zweiten Stufe sorgt eine Push-Pull-Endstufe mit Bipolartransistoren dafür, dass der Ausgangsstrom die JFET-Verstärkerstufe nicht übermäßig wenig belastet. Die Transistoren Q2 und Q3 stellen einen gewissen Ruhestrom in der Endstufe ein und reduzieren so Übernahmeverzerrungen.

Mit vier Versorgungspins ermöglicht es der LH0033 die Eingangsstufe und die Endstufe getrennt zu versorgen. Zwei weitere Pins erlauben es Einfluss auf den Arbeitsstrom der Eingangsstufe und damit auf die Offsetspannung zu nehmen.

 

LH0033 Aufbau

LH0033 Aufbau

Die reale Schaltung ist sehr übersichtlich. Die JFETs Q1 und Q4 in der Eingangsstufe sind direkt nebeneinander platziert, so dass sie möglichst ähnliche Temperaturen aufweisen, was für einen geringen Temperaturdrift sorgt. D1 ist verhältnismäßig weit von Q2 entfernt, was nicht ideal ist. Eine perfekte Platzierung aller Bauteile lässt sich allerdings nur schwer erreichen. Auch die Widerstände R1 und R2 werden gewisse Temperaturdrifts aufweisen und sind sehr weit voneinander entfernt.

Um den Ruhestrom durch die Endstufe möglichst konstant zu halten, hat man die Transistoren Q2/Q3 in direkter Nähe zur Endstufe Q5/Q6 platziert.

Die Widerstände, die man abgleichen musste, befinden sich außerhalb der Abdeckung. Wahrscheinlich erfolgte der Abgleich der Widerstände erst nach dem Schließen des Deckels.

 

LH0033 JFET

LH0033 JFET

LH0033 JFET FET Databook National Semiconductor

Die Beschriftung auf den JFETs zeigt, dass es sich um Prozess 51 JFETs von National Semiconductor handelt. Dieser Typ ist im National Semiconductor FET Databook von 1977 genauer beschrieben. Das Gate kann man von oben oder durch das Substrat kontaktieren.

 

LH0033 Transistor

LH0033 Transistor

Die NPN-Transistoren Q2/Q5 zeigen einen typischen Aufbau. Die Metallisierungen auf der Basis- und Emitterfläche erlauben eine Kontaktierung auf zwei Seiten. Beide Transistoren besitzen eine gewisse Verfärbung im Emitterbereich und teilweise auch im Basisbereich.

 

LH0033 Transistor

LH0033 Transistor

Die PNP-Transistoren Q6/Q3 machen einen verschmutzten Eindruck. Es fällt außerdem auf, dass diese Transistoren mit Testnadeln kontaktiert wurden, was man bei den NPN-Transistoren nicht erkennen konnte. Im Außenbereich befindet sich ein Metallrahmen, der zu schmal erscheint, als dass man ihn kontaktieren könnte. Wahrscheinlich handelt es sich um einen Schutz der Grenzflächen im Außenbereich des Transistors.

 

LH0033 Diode

Die Diode D1 ist ein weiterer NPN-Transistor, bei dem die Basis-Emitter-Strecke als Diode genutzt wird. Hier ist in der oberen linken Ecke eine massivere Beschädigung zu erkennen. Eine verpolte Versorgung könnte die Gesamtheit der Beschädigungen in diesem LH0033 erklären.

 

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