OPA301 (DUAL) low impedance

      품 명 DISCRETE OPERATIONAL AMPLIFIERS

전원전압 +-5V ~+-18V, 36V

채 널 수 2 Ch

접속규격 DIP 8 Pin

크 기 25(W) x 44(H) x 14(D) (mm)

DISCRETE OPERATIONAL AMPLIFIER  OPA301 (DUAL) 특징 낮은 임피던스회로에서 더 좋다 ***** 고음질 오디오 그레이드 오피앰프 고성능 개별부품으로 구성 JFET사용으로 고 입력임피던스 여유있는 구동력으로 저임피던스회로에서 탁월한 효과 일반 OP 앰프와 호환되는 DIP 8 비 자극성과 깨끗하고 선명하고 풍부하고 여유로운 신호 출력 응용제품 Hi-End Audio Pre-Amplifiers Output-stage for Headphone-Amplifier. (Vs=±5V 사용 조건) Active-Filter Differential Current Mode Op-Amp Circuit for Active-Filter --(Example: Active Filter for ES9018) Professional Audio 적용된 기술 Small Signal Buffer Amplification Circuit Absolute Current Limit, Overcurrent Limiting Circuit Electronic Circuits for Preventing Floating 절대최대정격 Supply Voltage(VS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ±18 V  Input Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  ±Vs  Differential Input Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ±0.7 V  Output Current      Internal Current Limit (1)  . . . . . . . . . . . . . . . . . ±120mA        허용 평균전류 Vs = ±5V   . . . . . . . . . . . . . . . ±90mA       허용 평균전류 Vs = ±10V   . . . . . . . . . . . . . . ±50mA       허용 평균전류 Vs = ±15V   . . . . . . . . . . . . . . ±30mA  Storage Temperature Range .  . . . . . . . . . . . –40°C to +120°C Operating Temperature Range . . . . . . . . . . .  –20°C to +70°C  Notes: (1): 내부에 출력쇼트전류 제한회로 내장. Vs=±5V 이하인 경우에는 출력쇼트전류가 발생해도 성능에는 안전합니다.  그러나 Vs 전압이 ±5V를 넘는 경우 규격표에 표시된 한도를 초과하면 출력쇼트전류에 의해서 성능에 문제가 생김으로 주의하시기 바라며, 만일 이 조건을 위반했을 때에는 섬세한 소리가 줄어들고 자극적이며 건조한 소리가 됩니다.이것을 방지하기 위하여 출력단자에 직렬로 100Ω 저항을 연결하거나 콘덴서 결합으로 구성하십시오. 규 격 Output Voltage Swing (RLOAD = 600 Ω), Vrms (Vdc) --Vs = ±5V  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 (±3.6V) --Vs = ±10V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 (±8.6V) --Vs = ±15V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.6 (±13.7V) Quiescent Current (2) --Vs = ±5V  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48mA --Vs = ±10V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52mA --Vs = ±15V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56mA Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . 25(W) x 44(H) x 17(D) mm Notes: (2) 전원회로에서, Quiescent Current (Power Current)를 충분히 공급할수 있도록 설계해야합니다. Quiescent Current (Power Current)를 충분히 공급할수 있는 회로에서 사용해야 합니다.

설명 Operational amplifier OPA301(Dual )/OPA302(Single)는 입력되는 신호의 변형을 최소화되도록 개별 부품을 사용하였으며, 반도체를 사용하면서 반도체의 단점을 제거 할 수 있는 새로운 회로기술이 적용되어 신호의 타임밍이 늦어지지 않고 신호의 힘이 줄어들지 않으며 섬세한 신호가 축소되지 않는 특성이 있으며 오디오 주파수대역(20Hz~20kHz) 보다 낮은 주파수에서 부터 높은 주파수 대역까지 동일한 특성 을 유지하며, 힘있고 맑고 깨끗하고 선명하고 풍부한 신호를 그대로 출력해 줍니다.  고음질을 원하실 경우 OPA301/OPA302를 선택하시면 후회 없고 만족 할 것입니다.  출력쇼트전류를 높게 제작한 이유 출력쇼트전류가 120mA로 높음으로써 낮은 임피던스회로에서 신호 왜곡 없이 재생하기 때문에 좋은 소리를 재현 할 수 있습니다. 즉 ±5V (Vs) 전원으로 동작하는 경우 41Ω 부하까지 충분히 구동 할 수 있습니다. (5V / 120mA = 41Ω)  일예를 들어서 ESS 사의 ES9018 DAC 회로에서 Differential Current Mode Op-Amp Circuit 필터회로에 피드백저항이 140Ω 을 권장하고 있습니다. 고주파영역에서는 58Ω 까지 내려갑니다.(100Ω 과 140Ω 병렬접속) 즉 OP AMP 가 구동해야 할 피드백 회로의 임피던스가 58Ω ~140Ω 으로 낮습니다. 이러한 저 임피던스를 구동하는데 있어서 조금도 달리지 않는 충분히 여유 있는 낮은 출력임피던스의 OP AMP를 사용해야 신호 왜곡 없이 충실한 필터링을 할 수 있으며 좋은 소리를 얻을 수 있습니다. OP AMP의 출력 임피던스가 낮은 것이 중요한 것이 아니고 실제로 출력 전류를 변형 없이 충분히 흘릴 수 있나가 중요합니다. OPA301 / OPA302 는 41Ω 부하까지 구동함으로 낮은 임피던스 회로인 Differential Current Mode Op-Amp Circuit 에 사용하면 사운드가 왜곡 없이 맑고 깨끗하고 포근하고 강하고 스피드 빠른 원음 그대로 재현 할 수 있습니다.

트랜지스터의 차갑고 외소한 사운드 특성을 개선하는 오디오필 기술 설명

실리콘 트랜지스터의 차갑고 가늘고 건조한 사운드 특성을 개선하는 AUDIOFEEL의 기술

일반적으로 트랜지스터로 제작된 앰프는, 소리에 힘이 있지만, 차갑고 가늘고 건조한 특성이라고 평가되고 있습니다. 이러한 성향을 개선하기 위해서 약간의 커패시터를 추가하여 사운드 성향을 조정하는 튜닝을 합니다. 이 튜닝 과정의 결과로 고음부의 일부가 커트되어 개방감이 줄어 듭니다.

그래서 트랜지스터 앰프에서는 실제 연주되는 사운드를 듣기가 매우 어렵습니다. 

AUDIOFEEL에서는 이러한 트랜지스터의 단점을 해소하는 기술을 보유하고 있으며, 현재 생산하는 모든 제품에 적용되어 있습니다.  진공관 앰프와 같이 포근하고 온화하고 맑고 투명하고 모든 소리 하나 하나 독립적으로 구분되며 감성이 충만하고 힘까지 있습니다.

실리콘 트랜지스터의 단점을 보완하는 기술은 어떠한 방법으로 구현되었을까요?

원리는 간단합니다. 현재의 실리콘 트랜지스터를 게르마늄 트랜지스터와 유사하게 동작 하도록 회로를 구성해 주는 것이 핵심입니다.  

"게르마늄 트랜지스터는 컬렉터와 베이스 사이에 누설 전류가 흐른다" 이 조건을 실리콘 트랜지스터 회로에 적용 해 주었습니다. 

아래 그림 21에서 트랜지스터(A21)는 실리콘 트랜지스터 1개를 나타내는 블록 입니다. 부하(CCL21)는 저항 부하 또는 정전류 부하를 나타내는 블록 입니다. 이것은 트랜지스터 1단 증폭기를 간단히 표시 한 것입니다. 

실리콘 트랜지스터는 컬렉터(C)와 에미터(E) 사이에 누설전류가 전혀 흐르지 않습니다.

즉 A21과 CCL21 만으로 구성된 실리콘 트랜지스터 증폭기는  소리가 차갑고 가늘고 건조한  특성입니다. 

                                                                [그림21]

그림 21의 A21과 CCL21로 구성된 실리콘 트랜지스터 증폭기를 게르마늄 트랜지스터 증폭기처럼 사용하기 위해서 A21과 병렬로 누설전류용 정전류원 NCC22를 접속해 줍니다. 

그러면, 실리콘 트랜지스터의 컬랙터와 에미터 사이에 NCC22에 의해서 누설전류가 흐르고, 실리콘 트랜지스터 A21은 항상 누설전류가 흐르는 것 처럼 동작합니다. 결과적으로 이 증폭기는 게르마늄 트랜지스터를 사용한 것과 같이 동작합니다.

NCC22에 항상 전류를 흘려주기 위해서 NCC21이 필요합니다.

누설전류를 흘리기 위한 NCC21과 NCC22 (빨간 박스 표시) 회로를, 실리콘 트랜지스터의 컬렉터와 에미터에 병렬로 접속해 줍니다. 이 결과로 실리콘 트랜지스터를 사용했는데도 불구하고 진공관 사운드와 같이 포근하고 온화하고 맑고 투명하고, 모든 소리 하나 하나 독립적으로 구분되며 감성이 충만하고 힘까지 있습니다. 또한 전자파나 외부 노이즈에 영향을 적게 받는 장점도 있습니다.

(상세한 설명) 

실리콘 트랜지스터의 차갑고 가늘고 건한 특성을 개선하는 AUDIOFEEL 기술을 설명하겠습니다.

오래전에, 진공관 라디오가 생산되고,  그 뒤 게르마늄 트랜지스터 라디오가 생산되고, 그 뒤  실리콘 트랜지스터 라디오가 생산되었습니다.

 게르마늄 트랜지스터 라디오는 사운드가 좋았습니다. 

그러나 실리콘 트랜지스터 라디오는 사운드에 힘이 있지만, 차갑고 가늘고 건조한 사운드 입니다. 

실리콘 트랜지스터의 문제점은 현재까지 개선되지 않은 채 온 것입니다. 

그러면 게르마늄 트랜지스터와 실리콘 트랜지스터의 차이점이 무엇 이길래 사운드에 차이가 생기는 것 일까요?

그 답은 전극간 절연특성 또는 절연도의 차이에 있습니다. 

트랜지스터 규격표에서 Icbo로 표시합니다.

게르마늄 트랜지스터의 컬렉터와 베이스 간 누설전류 Icbo는 8uA ~ 30uA 입니다. (AC124, AC125 등)

반면에, 실리콘 트랜지스터의 컬렉터와 베이스간 누설전류 Icbo는 최대 0.1uA 입니다. 대략 100 배 이상 차이가 납니다.

정확하게는 컬렉터와 에미터간 누설전류 Iceo를 비교 해봐야 정확하지만, 트랜지스터 데이터시트에는 Iceo 를 잘 표시하지 않으므로 Icbo로 비교 했습니다.

컬렉터와 에미터간 누설전류는, 게르마늄 트랜지스터 보다 실리콘 트랜지스터가 매우 작으며 절연도가 좋다는 것을 알 수 있습니다.

진공관 내부에는  전자가 항상 존재하기 때문에 컷오프 시에도 플레이트에서 케소드로 미세하게 전류가 흐르고 있으며, 플레이트 전류가 차단되지 않는 것도 게르마늄 트랜지스터와 같습니다. 

또한 FET도 컷오프 시에 드레인에서 소스로 미세하게 전류가 흐르고 있으며, 드레인 전류가 차단되지 않는 것도 게르마늄 트랜지스터와 같습니다. 

그렇지만, 실리콘 트랜지스터는 높은 절연 특성 때문에 컷오프 시에 컬렉터 전류가 차단되는 순간이 생깁니다. 그래서 음향 증폭기로 사용하는데 있어서 음질 측면에서는 부족한 면이 있습니다.

그러면 실리콘 트랜지스터의 절연특성이 왜 문제가 될까요?

트랜지스터로 구성된 증폭회로에서 베이스로 들어오는 입력신호의 변화가 콜렉터로 출력되기까지 얼마간 시간이 필요합니다. 

만일, 베이스에 인가된 입력신호 전압이 낮아졌을 때 컬렉터 전류가 감소하고, 컬렉터의 임피던스가 높아지고, 부하저항과 컬렉터 전극이 분리되는 순간이 생기며 부하저항의 전위는 플로팅 상태로 됩니다. 

이때, 게르마늄 트랜지스터는 항상 누설전류가 흐르기 때문에 부하저항과 접속 상태를 유지하지만, 실리콘 트랜지스터는 절연이 너무 좋기 때문에 컬렉터 전류는 완전히 차단되어 부하저항과 분리된 상태로 되고, 컬렉터 단자는 임의 전압으로 변경되거나 주위의 노이즈 또는 전자파에 쉽게 노출 됩니다. 즉 증폭신호가 쉽게 변형이 생기게 됩니다.

실리콘 트랜지스터는 컬렉터와 에미터간 절연도가 너무 좋기 때문에 증폭하는 과정에서 컬렉터와 부하저항 사이가 차단되는 순간이 있으며 부하저항의 전위가 플로팅되는 순간이 있습니다. 이 플로팅되는 순간에는 증폭신호와 전혀 다른 전압으로 변경되고, 주위의 노이즈에 쉽게 영향을 받아서 증폭신호와 전혀 다른 전압으로 변경됩니다.

즉, 증폭된 출력신호가 변형됩니다. 

만일, 펄스 전압으로 변형되는 경우에는 자극적인 사운드로 됩니다. 또한 완만한 저역 신호 레벨을 추종하지 못하여 포근하고 깊은 저역의 사운드를 재현하지 못합니다.

현 시대에는 트랜지스터는 모두 실리콘 트랜지스터이며, 게르마늄 트랜지스터는 거의 생산하지도 않고 사용하지도 않습니다. 중 저급 오디오 또는 고급 오디오 모두 진공관이 아니면 실리콘 트랜지스터로 제작합니다.