オペアンプの出力段に入れるパワートランジスタの役割は？

質問

よくオペアンプの出力段にパワートランジスタ（今回はnmos、普通はnmos?）を入れていますが、どういう役割があるのでしょう？

またオペアンプの出力端子にゲートがつながって、ソースが最終的な出力端子、かつオペアンプのマイナス端子に帰還が帰っている（バッファ）場合、プラス端子に0.65V入力すればバッファなのでオペアンプの出力ではなく最終的な出力電圧を0.65Vにしようとしますが、ではゲートの電圧（オペアンプの出力電圧）は何Vになっているのでしょうか？ゲートに3V印加している場合です。

　nmosがONするためにはソース電位よりゲート電位の方が高くないといけないのにオペアンプの出力端子に電圧が現れた時点ではソース電位はどうなっているのですか？
お願いします。

回答No.1

soramist · ベストアンサー

>よくオペアンプの出力段にパワートランジスタ（今回はnmos、普通はnmos?）を入れていますが、どういう役割があるのでしょう？

モノリシックのオペアンプでは、数十Ａというような大出力電流は取れないので、MOSで「電流増幅」をするのです。
　注　電圧・電流共に増幅することもあるので、「電力増幅」と考えても良いのですが、
　　質問者さんが、「バッファ（Gv=1）」と限定されているので、この条件に絞ってお答えします。

>またオペアンプの出力端子にゲートがつながって、・・・　・・・プラス端子に0.65V入力すればバッファなので・・・　・・・
最終的な出力電圧を0.65Vにしようとしますが、ではゲートの電圧（オペアンプの出力電圧）は何Vになっているのでしょうか？ゲートに3V印加している場合です。
・・・　・・・ソース電位はどうなっているのですか？

ご質問の考え方はほぼ正しいです。
ただし、最後のところは、「ソース電位は？」ではなく、「ゲート電位は？」・・・ですね？(^_^;)

「ゲートに3V印加している」の意味が曖昧ですが、一応スレショルド電圧のことと解してよければ、
大雑把に言って、これを上乗せした電圧をゲートにかける必要があります。
つまり、「入口と出口は0.65Vであるが、中ではそれ以上の電圧になっている箇所がある」ということです。

したがって、オペアンプは「出力電圧にスレショルド電圧を上乗せした電圧を出せる能力」がなくてはなりません。
「大雑把に言って・・・」と言いましたが、厳密には違いますので、具体的な例でいきましょう。

東芝の2SK2865のデータシートです。
3ページの「ゲート・ソース間電圧」を見てください。
（万一これが開けない場合は、どんなFETでもよいですから、データシートを提示してください。（「ゲート・ソース間電圧」データのあるもの）
semicon.toshiba.co.jp/td/ja/Transistor/Power_MOS_FET/20050902_2SK2865_datasheet.pdf#search='2sk2865%20datasheet'

温度25℃で・・・ドレン（=ソース）電流が0Aのときのゲート電圧は約3.5Vです。
ドレン電流が1A（尖頭値）のときのゲート電圧は約4.5Vです。
仮に負荷インピーダンスが0.65Ωであれば、出力電圧は0.65V（尖頭値）となり、ゲート電圧は5.15V（尖頭値）が必要です。
（実際の設計に当たっては、出力電圧は「rms」から考えてこなければなりませんが、一応ここでは直流的な考え方でご説明しました）

別件ですが、「レギュレータの種類」はどうなさいました？
興味を持って見ているのですが・・・

わたしは、ご質問の趣旨は、「３端子レギュレータとスイッチングレギュレータの比較」の意味ではないかと思っているのですが、間違っていましたらご容赦・・・。
他の方は、質問をガッチリと受け止めて、ご回答しておられますね。
ご回答について何か納得いかないことがおありなのでしょうか？
余計なことかもしれませんが、納得いかない場合は、遠慮なく補足質問された方がよいと思います。

わたしは、何の書き込みもしない質問者（何を考えているのかわからない）には、原則として回答しない方針です。

申し訳ないですが、URLが「半角120字を超えている」ということで、打ち込めません。
上記URLの頭に「http//www.」を付けて貼り付けるか、「2SK2865 datasheet」で検索してみてください。
勿論、貴方から別のFETのデータシートをお送りいただいても結構です。