例えばつぎのOPアンプの中の回路って皆さん読めるでしょうか？これはアナログデバイセズ社のOP07の内部回路です。もともとはPMI社ですね。
私たちの時代のエンジニアは普通に読めますし、一つ一つトランジスタの動きが手に取るように解ります。なぜならOPアンプは登場していたものの、まだまだ普通に個別トランジスタで組んでいたからです。
オーディオの世界では、今でもディクスリート回路が根強く残っているので、この方面のエンジニアなら読める人は多いでしょう。
さて現代においてこれを読む必要があるのか？という疑問もあります。でもOPアンプだけでは達成できない性能を目指すには、やはりディクスリート部品を自由に使いこなせる力が重要になります。そしてそれが差別化になります。
ちなみにこのOP07は3段増幅回路です。1段目はQ1とQ2、2段目はQ11とQ12で、3段目はQ18です。
3段増幅は高オープンループゲインが得られる反面、位相回転が大きく発振しやすい欠点があります。それをOP07はC3とR5によってフィードフォワード制御を行い、高い周波数は2段目を飛び越して1段目と3段目が直結される仕組みになっています。
今の時代は全てをディクスリートで組む必要はありませんが、OPアンプに少し組み合わせるだけで、驚くような高性能な回路が出来ます。例えば、次の回路はリニアテクノロジ社の伝説のアプリケーションノート47のFig61です。
A1のLT1223は100MHzの高速電流帰還OPアンプです。電流帰還OPアンプは高速である反面、入力バイアス電流が大きいという欠点があります。そこで超高速J-FETのソースフォロワのQ1と組み合わせて、高速性と高入力インピーダンスを両立させています。J-EFTはVHF/UHF帯の2N5486です。
この回路の唯一の問題点は2N5486のVgsによるオフセット電圧です。これをA2のLT1097によるサーボ回路でQ2の2N3904の電流を制御しQ1を常にゼロバイアスにしています。つまりFig61の回路は、Q1のゲートからA1の反転入力端子までが完全に同電位になります。同電位点を非反転入力ではなく反転入力端子にするのは、A1の持つDCオフセットも含めて吸収できるからです。
昔はディスクリート部品しかないので、ディスクリートで回路を組むことが当たり前でした。現在は便利なICが溢れており大体の事がその組み合わせで出来ます。そういう時代のエンジニアにとってはディスクリートは難しい技術の一つになっています。
これからは働き方が大きく変わる時代です。そして安定雇用の昭和型はどんどん消えるでしょう。自分の市場価値を高め自分の雇用を守るためにも、今あえてディスクリート技術を身に着けて、ハイレベルエンジニアになる事は、とても良い戦略かもしれませんね。
引用文献
OP-07 datasheet analog devices
Application Note47 linear technology
※アナログ・デバイセズ社許諾済