3. Tipik Op-amp
Cari - 3. Tipik op-amp
ÖNCEKİ - 2. Səviyyə dəyişənlərTipik Op-amp
Çox əməliyyat könüllüləri Şəkil 8-da göstərilən blok diaqramına uyğun olaraq dizayn və qurulur.
Şəkil 8 - Op-ampin tipik konfiqurasiyası
Diferensial gücləndirici və gərginlik qazanma mərhələsi gərginlik qazanmasını təmin edən tək mərhələlərdir. Diferensial gücləndirici də op-amp üçün vacib olan CMRR-ni təmin edir. Diferensial gücləndiricinin çıxışı tez-tez yüksək qazanc əldə etmək üçün diferensial gücləndiriciyə yüksək bir empedans yükünü təmin etmək üçün geniş emitörlü rezistorlu bir yayıcı izləyiciyə birləşdirilir. Unutmayın ki, yüksək qazanclı ümumi yayıcı gücləndirici orta dərəcədə bir mənfəət CE amplifikatına nisbətən çox aşağı giriş empedansından əziyyət çəkir. Bu, əlavə qazanc təmin etmək üçün yüksək gəlirli CE-gücləndiricinin istifadəsinə imkan verir. Xətti op-amps təmin etmək üçün birbaşa birləşdirilmişdir ac qazanmaq. Bu da IC çipinə yerləşdirilməsi üçün çox böyük olan bir bağlama kondansatörünün ehtiyacını aradan qaldırır. Səviyyənin söndürücüsündən çıxış siqnalının heç birinin olmaması üçün tələb olunur dc ofset. Op-amperlər dövrə simulyasiyası ilə çox dəqiq bir şəkildə modelləşdirilə bilər. Bunu TINACloud onlayn dövrə simulyasiyasından istifadə edərək nümayiş etdirəcəyik.
3.1 Qablaşdırma
Op-amp sxemləri kutular, dual in-line paketlər (DIP) və düz paketlər daxil olmaqla, standart IC paketləri ilə paketlənir. Bu paketlərin hər biri ən azı səkkiz pin və ya əlaqəyə malikdir. Onlar 9, 10 və 11 rəqəmlərində təsvir olunur.
Şəkil 9 - Op-amp bağlantısı paketi üçün (üst görünüş)
Şəkil 10 - Op-amp bağlantısı 14-pinli DIP (Üst Görünüş)
Şəkil 11 - 10-pin düz paketi üçün Op-amp bağlantısı (Üst görünüş)
Bir dövrə qurarkən, müxtəlif yolları düzgün müəyyənləşdirmək vacibdir (adətən onlar nömrələnmir). Rəqəmlər pin 1 yerini göstərir. İçində paketi bilər Şəkil 9, pin 1 seksiyanın solunda ilk pin olaraq təyin olunur və pinlər ardıcıl olaraq yuxarıya baxaraq saat yönünün tersine numaralandırılır. İçində dual in-line paketi Şəkil 10-in, paketin üstü pin 1-i tapmaq üçün girintiyə malikdir və pinlər sola və sağda nömrələnir. Qeyd edək ki, birdən çox op-amp (adətən 2 və ya 4) bir DIP-də paketlənmişdir.
Ci düz paketi Şəkil 11, pin 1 bir nöqtə ilə müəyyən edilir və pinlər DIP-də olduğu kimi nömrələnir.
3.2 Güc tələbləri
Bir çox op-amp həm də mənfi və müsbət bir gerilim mənbəyini tələb edir. Tipik gərginlik qaynaqları ± 5 V-dan ± 25 V-ə qədərdir. Şəkil 12 op-ampə tipik enerji təchizatı əlaqələrini göstərir.
Maksimum çıxış gərginliyin salınması ilə məhdudlaşır dc gərginlik op-amp-ə verilir. Bəzi iş gücləndiriciləri tək bir gərginlik mənbəyindən idarə edilə bilər. İstehsalçının texniki xüsusiyyətləri, op-amp-in yalnız bir enerji təchizatı istifadə etdiyi hallarda işləmə limitlərini müəyyənləşdirir.
Şəkil 12 - Enerji təchizatı əlaqələri
Maksimum çıxış gərginliyin salınması ilə məhdudlaşır dc gərginlik op-amp-ə verilir. Bəzi iş gücləndiriciləri tək bir gərginlik mənbəyindən idarə edilə bilər. İstehsalçının texniki xüsusiyyətləri, op-amp-in yalnız bir enerji təchizatı istifadə etdiyi hallarda işləmə limitlərini müəyyənləşdirir.
3.3 741 Op-amp
ΜA741 op-amp, Şəkil 13 bərabər dövrdə göstərilir. 1966-dən çox IC istehsalçıları tərəfindən hazırlanmışdır və onun təqdimatından sonra bir çox avanslar olmasına baxmayaraq, 741 hələ də geniş istifadə olunur.
Şəkil 13 - 741 op-amp
741 op-amp var daxili təzminat yüksək frekanslı amplitüd reaksiyasına səbəb olan RC şəbəkəsinə aiddir. Gücləndirici yüksək qazanc olduğundan (10 əmrinə görə4 10 üçün5 aşağı tezliklərdə) və tranzistorlarda parazit miqyaslı imkanlara malikdir parazitik rəylər, op-amp daxili kompensasiya üçün olmadıqda qeyri-sabit və salınacaq hala gəlir. İki cascaded fərq amplifikatörləri başqa bir gerilim gücləndirici vasitəsi ilə tamamlayıcı simmetriya gücləndiricisini çəkir.
741 op-amp üç mərhələdən ibarətdir: bir giriş diferensial gücləndiricisi, aralıq bir uclu yüksək qazanma gücləndirici və çıxış tamponlama gücləndiricisi. Əməliyyat üçün vacib olan digər dövrlər, dəyişmək üçün bir səviyyə dəyişəndir dc siqnalın səviyyəsi, müxtəlif amplifikatörlərə istinad axınları təmin etmək üçün həm müsbət, həm də mənfi, bias sxemləri aça bilər və op-ampin qısa dövrələrdən çıxışa qoşulmasını təmin edən sxemlər çıxır. 741, on-çip kondansatör-rezistor şəbəkəsi vasitəsi ilə kompensasiya olunur.
Op-amp, daha çox mərhələləri əlavə edərək, giriş dövrələrini təcrid edərək və çıxış empedansını azaltmaq üçün çıxışda daha çox yayıcı izləyicilər əlavə etməklə daha da yaxşılaşdırılır. Digər inkişaflar CMRR, daha yüksək giriş empedansı, daha geniş siqnal cavab, azalmış çıxış empedansı və artan gücün artmasına səbəb olur.
Bias sxemləri
Şəkil 741-un 13 op-ampində bir neçə daimi mənbələr görünə bilər. Transistorlar Q8 və Q9 mövcud qaynağıdır IEE tərəfindən yaradılan diferensial gücləndiricinin Q1, Q2, Q3və Q4. Transistorlar Q5, Q6və Q7, üçün əvəz edən aktiv yüklərdir RC Fərqli gücləndiricinin müqavimət göstəriciləri. Transistorlar Q10, Q11və Q12 diferensial gücləndirici cərəyan mənbələri üçün qərəz şəbəkəsini təşkil edir. Transistorlar Q10 və Q11 cari bir güzgü kimi çıxış edən digər transistorlar ilə bu yanlış şəbəkə üçün bir Widlar cari mənbəyi təşkil edir.
Qısa dövrə qorunması
741 dövrü adətən kəsilmiş və çıxışda böyük bir cari vəziyyətdə olduqda aparmaq üçün bir sıra tranzistorları əhatə edir. Çıxış transistorlarında yanaşma daha sonra bu cərəyanı məqbul səviyyəyə endirmək üçün dəyişdirilir. Şəkil 13 dövründə bu qısamüddətli mühafizə şəbəkəsi Q transistorlarından ibarətdir15 və Q22 və müqavimət R11.
Giriş mərhələsi
741 op-ampinin giriş mərhələsi gərginlik mənbəyini, səviyyə dəyişməsini və bir uclu diferensial amortizator çıxışını təmin etmək üçün tələb olunur. Devrenin mürəkkəbliyi böyük bir ofset gerilim hatasına səbəb olur. Buna fərqli olaraq standart müqavimət yüklü diferensial gücləndirici daha az ofset gerilim hatasına səbəb olur. Lakin, standart gücləndirici məhdud mənfəətə malikdir, yəni istənilən amplifikata nail olmaq üçün daha çox mərhələ tələb olunur. Rezistorlu yüklü diferensial gücləndiricilər 741-dən daha az gərginlikli op-ampsdə istifadə olunur.
Giriş mərhələsində istifadə olunan BJTs böyük yanlış cərəyanlar tələb edir, offset problemləri təqdim edir. Ofset cərəyanını azaltmaq üçün digər op-amp növləri giriş mərhələsində MOSFET istifadə edir.
741-in giriş mərhələsi transistorlar tərəfindən yaranan aktual yüklə fərqli bir gücləndiricidir Q5, Q6və Q7 və rezistorlar R1, R2və R3. Bu dövrə yüksək müqavimət yükü təmin edir və siqəni differensialdan bir ucluğa çevirir və qazanc və ya ümumi rejim imtina nisbəti azalır. Birbucaqlı çıxış məhsulun kollektorundan alınır Q6. Giriş mərhələsinin səviyyəsinin dəyişən tərəfi yanaldan ibarətdir pnp tranzistorlar, Q3 və Q4, ümumi bazlı konfiqurasiyaya bağlı olanlar.
Yanal tranzistorlardan istifadə, Q3 və Q4əlavə üstünlüyə gətirib çıxarır. Onlar giriş tranzistorları, Q1 və Q2emitter-bazlı qovşağın kəsilməsinə qarşı. Bir emitter bazası qovşağı npn transistor tərs yanaşma 7 V-dən çox olduqda parçalanacaq. Ters bent 50 V-dən artıq olana qədər yanal tranzistor arızası baş vermir. Transistorlar Q1 və Q2, giriş dövrünün arızalı gərginliyi artır.
Orta mərhələ
Çox op-amps içərisində ara mərhələlər bir neçə amplifikatör vasitəsilə yüksək qazanc təmin edir. 741-da, birinci mərhələin birdəfəlik çıxışı bazanın birinə bağlıdır Q16 bir emitter təqibçisi konfiqurasiyasında olan. Bu yükləmə səviyyəsini minimuma endirən giriş mərhələsinə yüksək giriş empedansı təmin edir. Aralıq mərhələ də tranzistorlardan ibarətdir Q16 və Q17və rezistorlar R8 və R9. Aralıq mərhələsinin çıxışı həmin kollektordan alınır Q17, və təmin etdi Q14 bir mərhələ splitter vasitəsilə. 741-da olan kondansatör bu mətnin sonrakı fəsillərində müzakirə olunan tezlik təzminatı üçün istifadə olunur.
Çıxış Mərhələsi
Bir op-ampun çıxış mərhələsi, aşağı çıxışlı bir empedansa yüksək cərəyan qazancı təmin etmək üçün tələb olunur. Əksər op-amperlər cari qazancdan məhrum olmadan səmərəliliyi artırmaq üçün tamamlayıcı bir simmetriya çıxış mərhələsindən istifadə edirlər. Tamamlayıcı simmetriya üçün əldə edilə bilən maksimum səmərəlilik, B sinfi gücləndiricisi% 78-dir. Tək uclu çıxış gücləndiricisinin maksimum səmərəliliyi yalnız 25% -dir. Bəzi op-amperlər çıxış qabiliyyətlərini artırmaq üçün Darlington cütü tamamlayıcı simmetriyadan istifadə edirlər. Tamamlayıcı simmetriya çıxma mərhələsi 741-dən ibarətdir Q14 və Q20.
Kiçik rezistorlar, R6 və R7, çıxdıqda cari məhdudlaşdırma təmin edin. Darlington cütü, Q18 və Q19, diodun kompensasiya edilmiş tamamlayıcı simmetriya çıxış mərhələsindəki diodun yerinə 8-də təsvir edildiyi kimi istifadə olunur. Darlington çifti tənzimləməsi daha kiçik bir ərazidə hazırlana biləcəyi üçün diyot kimi bağlanan iki tranzistor üzərində üstünlük təşkil edir. Tamamlayıcı simmetriya dövründə bias rezistoru üçün əvəz edən cari mənbə transistorun bir hissəsi tərəfindən həyata keçirilir. Q13. Transistorlar Q22, Q23və Q24 çıxış voltajının sıfır oxda ətrafındakı hissəsinin sığortalanmasını təmin edən bir səviyyə dəyişən tənzimlənmənin bir hissəsidir.
Cari - 3. Tipik op amp