Ancho de banda de ganancia de unidad esperado y real LM324N

Tengo un LM324N configurado como un seguidor de voltaje de ganancia unitaria. La fuente de alimentación de riel dividido +/- 4.5V se proporciona con baterías AA. Soy consciente de que existen mejores opamps, pero esto es solo para fines de estudio.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Como ejercicio de laboratorio, estoy probando el rendimiento del circuito a varias frecuencias de entrada mientras mantengo un voltaje de entrada constante (onda sinusoidal de 2V). El circuito de prueba se suelda en una placa de prototipos con trazas cortas.

A bajas frecuencias (por ejemplo, 10 kHz), la señal de salida sigue de cerca la señal de entrada. Sin embargo, a 60 kHz la señal de salida está distorsionada (se asemeja mucho a una forma de onda triangular) y tiene una amplitud de aproximadamente el 70% de la señal de entrada. A 1MHz, la salida tiene una amplitud de 0.1V.

Al leer la hoja de datos, entiendo que el LM324N tiene un Producto de Ancho de Banda de Ganancia (GBP) de 1MHz, lo que me sugiere que no debería esperar una atenuación significativa de la señal a solo 60kHz. Una GBP de 1MHz sugiere un ancho de banda ideal de 1MHz con una ganancia de unidad. ¿Es esto realmente alcanzable y / o he hecho algo mal?

El producto de ancho de banda de ganancia es una pequeña especificación de señal . Solo se aplica a señales bajo las cuales los circuitos del amplificador operacional permanecen en un régimen lineal. Eso es del orden de 100 mV o menos para una etapa de entrada diferencial convencional.

Con la frecuencia relativamente alta de 2V que está aplicando, está en un régimen de señal grande en el que los efectos no lineales tienen prioridad. La especificación que se aplica en ese régimen es la velocidad de respuesta del amplificador.

Las limitaciones de la velocidad de respuesta son causadas por la rapidez con que las corrientes de polarización internas pueden cargar las capacidades internas (compensación).

El LM324 tiene una velocidad de respuesta máxima de salida de 0.5V / seg, por lo que no podrá reproducir con precisión una onda sinusoidal de amplitud de 2V de más de aproximadamente:$\mu$

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

Para ver la unidad de ganancia de ancho de banda directamente, puede reducir la amplitud de su señal a quizás 50mV.