期待される実際のユニティゲイン帯域幅LM324N

ユニティゲイン電圧フォロアとして構成されたLM324Nを持っています。スプリットレール電源+/- 4.5Vは、単三電池を使用して供給されます。より良いオペアンプが存在することを私は知っていますが、これは研究目的のみです。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

ラボの演習として、一定の入力電圧（2V正弦波）を維持しながら、さまざまな入力周波数で回路の性能をテストしています。テスト回路は、短いトレースでプロトタイピングボードにはんだ付けされます。

低周波数（たとえば10kHz）では、出力信号は入力信号に密接に従います。ただし、60 kHzでは、出力信号は歪んでおり（ほぼ三角波に似ています）、振幅は入力信号の約70％です。1MHzでは、出力の振幅は0.1Vです。

データシートを読んで、LM324Nのゲイン帯域幅積（GBP）が1MHzであることを理解しました。これは、信号の大幅な減衰は60kHzだけでは期待できないことを示唆しています。1MHzのGBPは、ユニティゲインで1MHzの理想的な帯域幅を示します。これは本当に達成可能ですか、そして/または私は何か間違ったことをしましたか？

ゲイン帯域幅積は小信号仕様です。これは、オペアンプ回路が線形状態のままである信号にのみ適用されます。これは、従来の差動入力段では100mV以下のオーダーです。

比較的高い周波数の2Vを適用しているため、非線形効果が優先される大信号領域に十分に慣れています。その領域で適用される仕様は、アンプのスルーレートです。

スルーレートの制限は、内部バイアス電流が内部（補償）容量を充電できる速度に起因します。

LM324の最大出力スルーレートは0.5V /秒なので、約2Vを超える2Vの振幅の正弦波を正確に再現することはできません。$\mu$

$f_{SR} = \frac{0.5\cdot10^6}{2\cdot\pi\cdot2} \approx 40kHz$

ユニティゲイン帯域幅を直接確認するには、信号の振幅をおそらく50mVに減らすことができます。