Տիպիկ Օփ-Ամպ-ՏԻՆԱ եւ TINACloud ռեսուրսները

Տիպիկ Օպ-Ամպ

Գործառնական ուժեղացուցիչների մեծ մասը նախագծված եւ կառուցված է Նկար 8- ում ներկայացված բլոկային դիագրամին համապատասխան:

Նկար 8 - Օպ-ամպի բնորոշ կոնֆիգուրացիա

Դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչը եւ լարման ստացման փուլը միակ փուլերն են, որոնք ապահովում են լարման շահույթը: Դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչը նաեւ ապահովում է CMRR- ը, որն այնքան կարեւոր է op-amp- ում: Դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչի արտադրանքը հաճախ կապված է emitter- ի հետեւորդի հետ, որն ունի մեծ emitter դիմադրություն, որպեսզի ապահովի բարձր ճնշման բեռը դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչին `բարձր շահ ստանալու համար: Հիշեք, որ բարձր եկամտաբեր ընդհանուր հոսքային ուժեղացուցիչը տառապում է շատ ավելի ցածր ներածման անջատմամբ, քան միջին չափի եկամտահարկի ուժեղացուցիչը: Այն թույլ է տալիս օգտագործել բարձր եկամուտը CE ուժեղացուցիչ `հավելյալ շահույթ ապահովելու համար: Գծային op-amps ուղղակի կապակցված են ապահովելու համար ac ձեռք բերել: Սա նաեւ վերացնում է մի խառնուրդի կոնդենսատորի անհրաժեշտությունը, որը չափազանց մեծ է IC chip- ի վրա տեղադրելու համար: Անհրաժեշտ է ապահովել մակարդակի փոփոխականներ, որոնք ապահովում են, որ ելքային ազդանշանը չունի dc օֆսեթ Op-amps- ը կարող է շատ ճշգրիտ կերպով մոդելավորվել սխեմայի մոդելավորման միջոցով: Մենք դա ցույց կտանք ՝ օգտագործելով TINACloud առցանց շղթայի մոդելավորումը:

3.1 փաթեթավորում

Op-amp սխեմաները փաթեթավորված են ստանդարտ IC փաթեթներում, ներառյալ բանկա, երկակի ներցանցային փաթեթներ (DIP) եւ հարթ տուփեր: Այս փաթեթներից յուրաքանչյուրն ունի առնվազն ութ կապում կամ միացումներ: Դրանք պատկերված են 9, 10 եւ 11 թվագրերով:

Նկար 9- Op-amp կապը կարող է փաթեթի (վերեւի դիտում)

Նկար 10 - Op-amp միացում 14-pin DIP (վերևի տեսք)

Նկար 11 - Op-amp- ի կապ 10-pin հարթ փաթեթի համար (Վերեւ տեսք)

Մի շրջան կառուցելիս կարեւոր է բացահայտել տարբեր տիպի ուղիները (դրանք սովորաբար չեն համարակալվում): Նկարները ցույց են տալիս PIN 1- ի տեղադրությունը: Մեջ կարող է փաթեթավորել Նկար 9- ի գույնը, PIN 1- ը հայտնաբերված է որպես ներդիրի ձախ կողմում առաջին փաթաթան, իսկ կապում թվանշանները թվագրվում են ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ: Մեջ երկքաղաքացիական փաթեթ Խմբի 10- ի գագաթը, փաթեթի վերին մասում տեղադրվում է PIN 1- ի տեղադրումը, իսկ կապանքները համարակալված են ձախից եւ աջից: Նշենք, որ մեկ DIP- ով փաթեթավորվում է ավելի քան մեկ op-amp (սովորաբար 2 կամ 4):

Է հարթ փաթեթ Նկար 11- ի կողմից, pin 1- ը որոշվում է կետով եւ կապում թվերը, ինչպես DIP- ով:

3.2 Power պահանջները

Շատ op-amps- ն պահանջում է ինչպես բացասական, այնպես էլ դրական լարման աղբյուր: Տիպային լարման աղբյուրները տատանվում են ± 5 V- ից ± 25 V-ով: Նկար 12- ը ցույց է տալիս, որ օպտիկական կայանքին բնորոշ էներգիայի մատակարարման միացումները:

Առավելագույն թողունակության լարման ռիթմը սահմանափակվում է dc լարման մատակարարված է op-amp. Որոշ գործառնական ուժեղացուցիչներ կարող են աշխատել մեկ լարման աղբյուրից: Արտադրողի բնութագրերը սահմանում են շահագործման սահմանները այն դեպքերում, երբ op-amp- ն օգտագործում է միայն մեկ էլեկտրամատակարարում:

Նկար 12 - Էլեկտրամատակարարման միացումներ

3.3 The 741 Op-amp

The μA741 op-amp- ը պատկերված է Նկար 13- ի համարժեք միացումում: Այն արտադրվել է 1966- ի կողմից, IC- ի արտադրողների մեծամասնության կողմից, եւ այնուամենայնիվ, դրանց ներդրման ժամանակ եղել են շատ առաջընթացներ, սակայն 741- ը դեռ լայնորեն օգտագործվում է:

գործառնական ուժեղացուցիչներ, բնորոշ օպամ-ներ

Նկար 13 - 741 op-amp

741 op-amp- ն ունի ներքին փոխհատուցում որը վերաբերում է RC ցանցին, որը բարձր հաճախականության ամպլիտուալ արձագանքի պատճառ է դառնում: Քանի որ ուժեղացուցիչը բարձր շահույթ ունի (10- ի կարգի վրա)⁴ Ինչպես 10⁵ ցածր հաճախականություններում) եւ քանի որ տրանզիստորներում թույլատրվում է մակաբուծական հզորությունները պարազիտային արձագանքները, op-amp- ը կդառնա անկայուն եւ տատանվում, եթե այն չի եղել ներքին փոխհատուցման համար: Երկու կասկադային տարբերակ ուժեղացուցիչները միացնում են լրացուցիչ սիմետրիկ ուժային ուժեղացուցիչը մեկ այլ լարման ուժեղացուցիչի միջոցով:

The 741 op-amp- ն բաղկացած է երեք փուլից `մուտքի դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչ, միջանկյալ եզակի բարձր հզորության ուժեղացուցիչ եւ ելքային բուֆերային ուժեղացուցիչ: Իր հերթին կարեւորվում են այլ սխեմաներ, որոնք փոխում են մակարդակը dc ազդանշանային մակարդակը, որպեսզի թողարկումը կարող է դանդաղեցնել ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական, կողմնակալ սխեմաները, որոնք ապահովում են տարբեր ուժեղացուցիչներին եւ էլեկտրամագնիսական ազդանշաններն ապահովող սխեմաներ, որոնք արտադրում են կարճ միացումներ: The 741- ը ներքին փոխհատուցվում է ան chip կոնդենսատոր-ռեզիստորային ցանցի միջոցով:

OP-amp- ն ավելի է բարելավվում է, ավելացնելով ավելի ուժեղացման փուլերը, մուտքի սխեմաների մեկուսացումը եւ արտադրողականության զգայունությունը նվազեցնելու համար ավելի շատ արտազատող հետեւորդներ ավելացնելը: Այլ բարելավումներն առաջացնում են CMRR- ի աճ, ավելի մեծ թողունակության զգայունություն, լայնակի հաճախականության արձագանք, նվազեցման ելքային թողունակություն եւ ավելացված ուժ:

Bias սխեմաներ

Նկար 741- ի 13 op-amp- ում կարելի է տեսնել մի քանի անընդհատ աղբյուրներ: Տրանզիստորներ Q₈ և Q₉ ներկայիս աղբյուրն են I_EE ըստ դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչի Q₁, Q₂, Q₃, եւ Q₄. Տրանզիստորներ Q₅, Q₆, եւ Q₇, որոնք ակտիվ բեռներն են փոխարինող համար R_C Դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչի դիմադրություն: Տրանզիստորներ Q₁₀, Q₁₁, եւ Q₁₂ ձեւավորել կողմնակալ ցանց դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչի ընթացիկ աղբյուրների համար: Տրանզիստորներ Q₁₀ և Q₁₁ ձեւավորելով Widlar ընթացիկ աղբյուրը այս կողմնակալ ցանցի համար, որը գործում է ընթացիկ հայելու մեջ գործող այլ տրանզիստորների հետ:

Կարճ շրջադարձային պաշտպանություն

The 741 միացումն ընդգրկում է մի շարք տրանզիստորներ, որոնք սովորաբար կտրված են եւ վարվում են միայն այն դեպքում, երբ մեծ արդյունքը գոյություն ունի արտադրության մեջ: Այնուհետեւ արտադրողականության տրանզիստորների կողմնակալությունը փոխվում է, որպեսզի այս ընթացիկ գործողությունը նվազեցվի ընդունելի մակարդակի վրա: Նկար 13- ի շրջանում, այս կարճ միացումի պաշտպանության ցանցը բաղկացած է տրանզիստորներից₁₅ և Q₂₂ եւ դիմադրողական R_11:

Ներածման փուլ

741 op-amp- ի ներածման փուլը պահանջվում է ապահովել լարման շահույթը, մակարդակի փոխակերպումը եւ միանգամյա դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչի արտադրությունը: Սխեմաների բարդությունը առաջացնում է մեծ օֆսեթ լարման սխալ: Ի հակադրություն, ստանդարտ ռեժիմի բեռնված դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչը ավելի քիչ օֆսեթ լարման սխալ է առաջացնում: Այնուամենայնիվ, ստանդարտ ուժեղացուցիչը ունի սահմանափակ շահույթ, ինչը նշանակում է, որ պահանջվող ավելի ուժեղացմանը հասնելու համար պահանջվում է ավելի շատ փուլեր: Ռեզիստորով բեռնված դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչները օգտագործվում են op-amps- ում, որոնք ունեն ավելի քիչ լիցքաթափություն, քան 741- ը:

Ներածման փուլում օգտագործվող BJT- ները պահանջում են խոշոր կողմնակալ հոսանքներ, ներկայացնելով օֆսեթային խնդիրները: Օֆսեթի ընթացիկ սխալի կրճատման համար, այլ op-amp տեսակներ մուտքային փուլում օգտագործում են MOSFET- ները:

741- ի ներածման փուլը դիֆերենցիալ ուժեղացուցիչ է, որը գործում է տրանզիստորների կողմից ստեղծված բեռնվածությամբ Q₅, Q₆, եւ Q₇ եւ դիմադրողականներ R₁, R₂, եւ R₃. Այս միացումն ապահովում է բարձր դիմադրողականության բեռ եւ դիֆերենցիալից ազդանշանի միանգամից վերափոխում `առանց շահույթի ոչնչացման կամ ընդհանուր ռեժիմի մերժման հարաբերակցության: Մեկանգամյա արդյունքը վերցված է կոլեկցիոների կողմից Q₆. Ներածման փուլային մակարդակի փոփոխիչը բաղկացած է կողայինից pnp տրանզիստորներ, Q₃ և Q₄, որոնք միացված են ընդհանուր բազային կազմաձեւում:

Կիրառական տրանզիստորների օգտագործումը, Q₃ և Q₄, արդյունքներն ավելացված առավելություն ունեն: Նրանք օգնում են պաշտպանել մուտքի տրանզիստորները, Q₁ և Q₂, հակառակորդի բազային հանգույցի ճեղքման դեմ: The. Emitter- բազային հանգույց npn տրանզիստորը կընկնի, երբ հակառակ կողմերը գերազանցում են 7 Վ.-ի վրա: Կողմնակի տրանզիստորային խզումը չի առաջանում, մինչեւ հակառակ կողմնակալությունը գերազանցի 50 V- ը: Քանի որ տրանզիստորները Q₁ և Q₂, ավելացվում է մուտքային սխեմայի կոտրված լարումը:

Միջանկյալ փուլ

Արբանյակային փուլերը շատ օպամ-ներում ապահովում են մի քանի ուժեղացուցիչների միջոցով բարձր ձեռքբերում: 741- ում առաջին փուլի մեկ ավարտված արդյունքը կապված է բազայի հետ Q₁₆ որը գտնվում է emitter հետեւորդի կազմաձեւում: Սա թույլ է տալիս բարձր մուտքային արգելք մուտքային փուլին, որը նվազեցնում է բեռնումը: Միջանկյալ փուլը բաղկացած է նաեւ տրանզիստորներից Q₁₆ և Q₁₇եւ ռեզիստորները R₈ և R₉. Միջանկյալ փուլի արդյունքը վերցված է կոլեկտորի կողմից Q₁₇, եւ տրամադրվել է Q₁₄ միջոցով փուլային splitter. 741- ի կոնդենսատորը օգտագործվում է հաճախականության փոխհատուցման համար, որը քննարկվում է այս տեքստի հաջորդ գլուխներում:

Արդյունքների փուլ

Op-amp- ի ելքային փուլը պահանջվում է ցածր ելքային դիմադրողականությանը բարձր ընթացիկ շահույթ ապահովելու համար: Արդյունավետությունը բարձրացնելու համար op-amps- ների մեծ մասն օգտագործում է սիմետրիայի լրացուցիչ ելքային փուլ `առանց ընթացիկ շահույթը խաթարելու: Լրացուցիչ սիմետրիայի, B կարգի ուժեղացուցիչի առավելագույն ձեռքբերելի արդյունավետությունը 78% է: Եզրային ելքային ուժեղացուցիչն ունի առավելագույն արդյունավետություն ընդամենը 25%: Որոշ օպ-ամպեր օգտագործում են Darlington զույգի կոմպլեմենտար համաչափությունը `իրենց ելքային կարողությունը բարձրացնելու համար: 741-ում լրիվ սիմետրիայի ելքային փուլը բաղկացած է Q₁₄ և Q₂₀.

Փոքր ընդդիմացողները, R₆ և R₇, ներկայացնելով ընթացիկ սահմանափակում: Դարլինգինգ զույգը, Q₁₈ և Q₁₉, օգտագործվում է դիոդի փոխարեն լրացուցիչ սիմետրիա արտադրության փուլում, ինչպես նկարագրված է 8 գլխում: Դարլինգինգի զույգը պայմանավորված է դիոդի հետ կապված երկու տրանզիստորների վրա, քանի որ այն կարելի է շեղվել փոքր տարածքից: Կոմպլեմենտար սիմետրիկության սխեմայի կողմնակալ դիմանորին փոխարինող ընթացիկ աղբյուրը իրականացվում է տրանզիստորի մի մասի կողմից Q₁₃. Տրանզիստորներ Q₂₂, Q₂₃, եւ Q₂₄ որոնք հանդիսանում են մակարդակի փոխարկիչի պայմանավորվածության մաս, որը ապահովում է, որ ելքային լարումը կենտրոնացած է զրոյական առանցքի վրա:

ԸՆԹԱԻԿ - 3. Բնորոշ op amp

Նախորդ `2: Level shifters

NEXT- 4. Արտադրողների բնութագրիչները