オペアンプの飽和について困っています

質問

オペアンプの飽和について質問させて下さい。

直流のみの信号で差動増幅約1000倍で回路を組んでいます。
電源電圧は単電源で+12Vです。石はHA17358(ルネサス)です。

是非教えて頂きたいのは、飽和したままオペアンプを使っていてはいけないのでしょうか？

入力が低くなったときにうしろのコンパレータで比較するので、高い入力のときは
正直飽和のぎりぎりです。
色々調べるとリミッタ回路というのがあるのですが、あまりスペースがありません。
もしリミッタが必ず必要ならば簡単なやり方があれば教えてください。
よろしくお願い致します。

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

下図のように、帰還抵抗と並列に定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）を入れれば、OPアンプが飽和することなく出力電圧を制限できます。定電圧ダイオードのブレークダウン電圧が出力電圧の制限電圧になります。

　　　　　　12V
　　　　　┏┷┓
　　IN ─┨+ ┠┬─┬→ コンパレータ
　　　　┌┨- ┃│　 │　　
　　　　│┗┯┛Rf 　▲ 定電圧ダイオード（▲の頂点がカソード側）
　　　　│　 ┷　 │　 │　
　　　　├───┴─┘
　　　　Rs
　　　　┷ GND

ブレークダウン電圧が10V未満のものならOPアンプは飽和しませんが、ブレークダウン電圧が7V未満のものはリーク電流が大きいので、HZ7 または HZ9 シリーズから選んだほうが良いと思います。その場合でもリーク電流はゼロではないので、定電圧ダイオードを入れることによってOPアンプ回路の利得が低下します。利得を正確に1000倍にしたいのなら、検出したい入力電圧を入れてみて、その電圧で出力電圧がちょうど 1000倍になるように Rf を大きくするか、Rs を小さくして微調整したほうが良いでしょう。

[1] 定電圧ダイオード　http://www.sengoku.co.jp/modules/sgk_cart/search.php?toku=%C8%BE%C6%B3%C2%CEDi&cond8=or&dai=%A4%C4%A4%A7%A4%CA&chu=&syo=&cond9=&k3=&list=1&pflg=n&multi=&code=&st=30
　　データシート　http://documentation.renesas.com/jpn/products/diode/rjj03g0568_hz.pdf

補足

ご回答ありがとうございます。
なるほど、これなら簡単に入れられますね。
手元にRD9.1S(NEC)があるので入れてみます。
ありがとうございました。

回答No.1

tance

用途によりますが、OPアンプを飽和で使うとちょっとだけ問題になる
ことがあります。
１．飽和からの回復時間がかかる
２．IC内の温度バランスがくずれた状態となるためオフセット電圧や
　　電流が規定範囲に入らないことがある
３．ICによっては入出力の位相が反転して負帰還が正帰還になってしまう
　　ことがごく希にある（主に入力電圧範囲を超えた場合）

OPアンプもコンパレータもほとんど中身は同じなので、スピードなど
比較的緩い仕様ではOPアンプをコンパレータ代わりに使うこともよく
あります。

シビアな回路ではオフセットのずれを確認しないと使えないかも
しれませんが、一般的には飽和を気にせず使っているようです。
もちろん常に負帰還がかかり、飽和せずに使うに超したことはありま
せん。

具体的に何らかの現象で困っておられるのでしょうか。

補足

ご回答ありがとうございます。
おかしな現象はないのですが、時間もなく大丈夫か心配していました。
説明よく分かりました。ありがとうございます。