Interview mit Analog-Guru Bob Dobkin »Wir haben von Digital sehr profitiert«

Verbesserungen bei bipolaren Schaltungen

Bisher haben wir vor allem über CMOS-Schaltungen geredet. Gibt es denn auch Verbesserungen bei bipolaren Schaltkreisen?

Bipolar gibt es schon länger als CMOS, und es eignet sich immer noch gut für eine Menge Anwendungen. Bipolartransistoren können Verluste gut ableiten und sie können sehr robust sein. Wir nutzen solche Schaltelemente vor allem bei LDOs, weil sie sich nicht in Rauch auflösen, wenn die Eingangsspannung verpolt oder der Ausgang kurzgeschlossen wird. Zudem eignen sie sich für Eingangsspannungen von unter einem Volt. Mit einer CMOS-Schaltung ist so etwas unmöglich, denn sie benötigt mehr als ein Volt, um das Gate anzusteuern.

Bipolarschaltungen sind auch rauschärmer als CMOS-Schaltkreise. Auf der electronica 2014 haben wir zwei Bausteine mit extrem niedrigem Rauschen vorgestellt: den LT3042 und den LT3045. Um zu verdeutlichen, was ich mit rauscharm meine, folgender Vergleich: Es gibt eine Grafik, auf der wir das Rauschen des LT3042 im Vergleich zu einem unserer älteren Bausteine sowie einer Batterie aufgetragen haben. Normalerweise sind Batterien die rauschärmsten Spannungsquellen, unser LT3042 aber ist noch rauschärmer. Dieser Baustein ist speziell dafür entwickelt worden, Schaltrauschen zu unterdrücken; er unterdrückt Schaltrauschen mit 70 dB bei bis zu einem Megahertz. Ich glaube, das ist eines der Bauteile, das wir bis aufs Äußerste optimiert haben.

Anwendungen, die solch niedriges Rauschen benötigen, sind PLLs, A/D-Wandler und HF-Schaltungen. Bei PLLs erscheint Rauschen als Jitter. Bei einem A/D-Wandler äußert sich Rauschen als Timing-Abweichung und damit als niedrigere effektive Anzahl an Bits. Bei HF-Schaltungen zeigt sich Rauschen als Störung auf verschiedenen Frequenzen. Und da gibt es noch die Audiofreaks, die behaupten, sie könnten den Unterschied hören. Momentan haben wir Regler nur für positive Ausgangsspannungen; solche für negative Spannungen werden folgen.