ტიპიური Op-amp-TINA და TINACloud რესურსები

ტიპიური Op-amp

ყველაზე საოპერაციო გამაძლიერებლები განკუთვნილია და აშენებულია ნახაზის დიაგრამის შესაბამისად.

ფიგურა 8 - ოპ- amp- ის ტიპიური კონფიგურაცია

დიფერენციალური გამაძლიერებელი და ძაბვის ზრდა ეტაპი არის ერთადერთი ეტაპი, რომელიც უზრუნველყოფს ძაბვის მოგებას. დიფერენციალური გამაძლიერებელი ასევე უზრუნველყოფს CMRR- ს, რომელიც იმდენად მნიშვნელოვანია, დიფერენციალური გამაძლიერებლის გამომუშავება ხშირად უკავშირდება ემისიური მიმდევარს მსხვილი ემისრის რეზერვუარით, რათა უზრუნველყოს დიფერენციალური გამაძლიერებლების მაღალი შეფერხების დატვირთვა, რათა მიიღონ მაღალი მოგება. გახსოვდეთ, რომ მაღალი მოგება საერთო- emitter გამაძლიერებელი განიცდის გაცილებით დაბალი შეყვანის impedance ვიდრე ზომიერი მოგება CE გამაძლიერებელი. ეს მაშინ საშუალებას იძლევა გამოიყენოთ მაღალი მოგების CE გამაძლიერებელი დამატებითი მოგების უზრუნველსაყოფად. Linear op-amps პირდაპირ კავშირშია ac მოგება ეს ასევე გამორიცხავს შეკავშირების კაპიტერის საჭიროებას, რომელიც ძალიან დიდია განთავსდება IC ჩიპზე. დონე shifters ვალდებულნი არიან უზრუნველყონ, რომ გამომავალი სიგნალი არ აქვს dc კომპენსაცია. Op-amps შეიძლება ძალიან ზუსტად იყოს მოდელირებული სქემის სიმულაციით. ჩვენ ამას ვაჩვენებთ TINACloud ონლაინ სქემის სიმულაციის გამოყენებით.

შეფუთვა

Op-amp circuits შეფუთულია სტანდარტული IC პაკეტების, მათ შორის cans, dual-in-line პაკეტები (DIP), და ბრტყელი პაკეტები. თითოეული ამ პაკეტს აქვს მინიმუმ რვა ქინძისთავები ან კავშირები. ისინი ილუსტრირებულია სურათებში 9, 10 და 11.

ფიგურა 9 - OP-AMP კავშირი შეგიძლიათ პაკეტისთვის (ზედა ხედი)

სურათი 10 - Op-amp კავშირი 14-pin DIP (ზედა ხედი)

ფიგურა 11 - OP-AMP კავშირი 10-pin ბინა პაკეტისთვის (საუკეთესო ხედი)

მიკროსქემის მშენებლობისას მნიშვნელოვანია სხვადასხვა ლიდედების სწორად განსაზღვრა (ჩვეულებრივ არ დანომრილია). ციფრები გამოსახავს pin 1- ს ადგილმდებარეობას. In შეიძლება პაკეტი ფიგურა 9, pin 1 იდენტიფიცირებულია, როგორც პირველი pin მარცხნივ tab, და ქინძისთავები არიან დათვლილია ზედიზედ საწინააღმდეგოდ გადახედეთ ზედა. In ორმაგი შეყვანის პაკეტი ფიგურა 10, ზედა პაკეტი აქვს indentation განთავსების pin 1 და ქინძისთავები არიან დანომრილი ქვემოთ მარცხენა და მარჯვენა. გაითვალისწინეთ, რომ ერთი DP- ზე მეტია (ჩვეულებრივ, 2 ან 4) შეფუთულია.

ამ ბინა პაკეტი დიაგრამა 11, pin 1 იდენტიფიცირებულია dot- ით და ქინძისთავები დანომრიან როგორც DIP- ში.

X ენერგიის მოთხოვნები

ბევრი op-amps მოითხოვს ორივე უარყოფითი და დადებითი ძაბვის წყარო. ტიპიური ძაბვის წყაროები მერყეობს ± 5 V დან ± 25 V- ს ნახაზში 12 გვიჩვენებს ტიპიური ელექტრომომარაგების კავშირებს op-amp.

მაქსიმალური გამომავალი ძაბვის სვინგის შეზღუდულია dc ძაბვის მიწოდება op-amp. ზოგიერთი საოპერაციო გამაძლიერებლის მართვა შესაძლებელია ერთი ძაბვის წყაროდან. მწარმოებლის სპეციფიკაციები განსაზღვრავს მუშაობის საზღვრებს იმ შემთხვევებში, როდესაც op-amp იყენებს მხოლოდ ერთ ელექტრომომარაგებას.

დიაგრამა 12 - ელექტროენერგიის მიწოდება

3.3 OP-AMP

ΜA741 OP-AMP ილუსტრირებულია ფიგურა 13- ის ექვივალენტურ წრეში. იგი უკვე დამზადებულია XXX- ის უმეტესი IC მწარმოებლების მიერ და მიუხედავად იმისა, რომ მისი დანერგვის შედეგად მრავალი მიღწევაა, ის კვლავ ფართოდ გამოიყენება.

საოპერაციო გამაძლიერებლები, ტიპიური ოპ-amps

ფიგურა 13 - 741 OP-AMP

741 op-amp აქვს შიდა კომპენსაცია რომელიც ეხება RC ქსელს, რომელიც იწვევს მაღალი სიხშირის ამპლიტუდის პასუხებს. იმის გამო, რომ გამაძლიერებელი აქვს მაღალი მოგება (ბრძანებით 10⁴ უნდა 10⁵ დაბალ სიხშირეებზე) და პარაზიტული კაპიტუტუნები ტრანზისტორებში პარაზიტული გამოხმაურება, op-amp გახდება არასტაბილური და დამონტაჟებული, თუ ეს არ იყო შიდა კომპენსაცია. ორი cascaded განსხვავება გამაძლიერებლები მართოს დამატებითი სიმეტრიული ძალა გამაძლიერებელი მეშვეობით კიდევ ერთი ძაბვის გამაძლიერებელი.

741 op-amp შედგება სამი ეტაპი: შეყვანის დიფერენციალური გამაძლიერებელი, შუალედური ერთჯერადი მაღალი მოგების გამაძლიერებელი და გამომავალი ბუფერული გამაძლიერებელი. სხვა წვრთნები, რომლებიც მნიშვნელოვანია მისი ოპერაციისთვის, არის გადაადგილების დონე dc სიგნალის დონე ისე, რომ გამომავალი შეიძლება დადებითი და უარყოფითი, მიკერძოებული სქემები, რათა უზრუნველყოს მინიშნება დენის სხვადასხვა გამაძლიერებლები და სქემები, რომლებიც დაიცვან ოპ- amp მოკლე სქემები საწყისი გამომავალი. 741 იძულებით კომპენსაციას ახორციელებს on-chip capacitor-resistor ქსელის საშუალებით.

შემდგომი გაუმჯობესება შემდგომ გაუმჯობესებულია დამატებით ეტაპების გამაძლიერებელი, შეყვანის სქემების იზოლაცია და გამოიმუშავებს შემცველმა მიმღებებმა გამომავალი წინაღობის შემცირების მიზნით. სხვა გაუმჯობესებები იწვევს CMRR- ს გაზრდას, უფრო მაღალი შეყვანის წინაღობის, ფართო სიხშირის რეაგირებას, შემცირებას გამონაბოლქვის და გაზრდილი სიმძლავრის შემცირებაზე.

ბიას სქემები

რამდენიმე მუდმივი წყარო შეიძლება იხილოთ ნახაზზე 741- ის. ტრანზისტორები Q₈ მდე Q₉ არის მიმდინარე წყარო I_EE დიფერენციალური გამაძლიერებელი Q₁, Q₂, Q₃და Q₄. ტრანზისტორები Q₅, Q₆და Q₇, არის აქტიური დატვირთვები შემცვლელი R_C დიფერენციალური გამაძლიერებლის რეზისტორები. ტრანზისტორები Q₁₀, Q₁₁და Q₁₂ შექმნან მიკერძოებული ქსელი დიფერენციალური გამაძლიერებლის მიმდინარე წყაროებისთვის. ტრანზისტორები Q₁₀ მდე Q₁₁ ქმნის ქვედა ზღვარს მიმდინარე წყაროს ამ მიკერძოებულ ქსელში, სხვა ტრანზისტებთან, რომლებიც მოქმედებს მიმდინარე სარკეში.

მოკლე ჩართვა

741- ის ჩართვა მოიცავს რამდენიმე ტრანზისტს, რომლებიც, როგორც წესი, შეწყვეტილია და მხოლოდ იმ შემთხვევაში მოხდება, რომ დიდი გამოსავალი არსებობს გამომავალი. გამომავალი ტრანზისტების შესახებ კომპენსაცია შეიცვალა იმისათვის, რომ შეამციროს ეს მიმდინარე დონე მისაღები დონეზე. დიაგრამა 13- ის მიკროსქემის ამ მოკლევადიანი დაცვის ქსელი შედგება ტრანზისტორების Q₁₅ მდე Q₂₂ და რეზისტორი R_11.

შეყვანის ეტაპი

741 OP-AMP- ის შეყვანის ეტაპი ვალდებულია უზრუნველყოს ძაბვის ზრდა, დონის ცვლილება და ერთჯერადი დიფერენციალური გამაძლიერებელი გამომავალი. სირთულეების სირთულე იწვევს დიდი ოფსეტური ძაბვის შეცდომას. ამის საპირისპიროდ, სტანდარტული რეესტრის დატვირთული დიფერენციალური გამაძლიერებელი იწვევს ნაკლებ ოფსეტური ძაბვის შეცდომას. თუმცა, სტანდარტული გამაძლიერებელი აქვს შეზღუდული მოგება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მეტი ეტაპი საჭირო იქნება სასურველი გაძლიერების მისაღწევად. Resistor- დატვირთული დიფერენციალური გამაძლიერებლები გამოიყენება op-amps- ში, რომლებსაც აქვთ ნაკლები ძაბვა, ვიდრე 741.

შესასვლელი ეტაპზე გამოყენებული BJT- ები მოითხოვს დიდი კომპენსაციის დინებას, შემოთავაზებული ოფსეტური პრობლემების დანერგვას. შესასვლელი მიმდინარე შეცდომის შესამცირებლად, სხვა ოპოფონური ტიპები გამოიყენებენ MOSFET- ებს შეყვანის ეტაპზე.

741- ის შეყვანის ეტაპი არის დიფერენციალური გამაძლიერებელი ტრანზისტების მიერ შექმნილი აქტიური დატვირთვით Q₅, Q₆და Q₇ და რეზისტენტებს R₁, R₂და R₃. ეს წრე უზრუნველყოფს მაღალი მდგრადობის დატვირთვას და იძლევა სიგნალს დიფერენციალურიდან ერთჯერადად, გარდა იმისა, რომ არ იკლო ან საერთო რეჟიმის უარყოფის თანაფარდობა. ერთჯერადი გამომავალი ამოღებულია კოლექტორისგან Q₆. შეყვანის ეტაპობრივი დონე shifter შედგება გვერდითი pnp ტრანზისტორი, Q₃ მდე Q₄, რომლებიც დაკავშირებულია საერთო ბაზის კონფიგურაციაში.

გვერდითი ტრანზისტების გამოყენება, Q₃ მდე Q₄, დაემატება დამატებითი უპირატესობა. ისინი ხელს უწყობენ შეყვანის ტრანზიტორებს, Q₁ მდე Q₂, ემისიის ბაზის გადაკვეთაზე. Emitter- ბაზის კვანძი npn ტრანზისტორი ჩაშლის დროს, როდესაც საპირისპირო მიკერძოება აღემატება დაახლოებით 7 V. ლატერალური ტრანზისტორი დაშლის არ მოხდება, სანამ საპირისპირო მიკერძოება აღემატება დაახლოებით 50 V. მას შემდეგ, რაც ტრანზისტორები არიან Q₁ მდე Q₂, შეყვანის ჩართვის დაზიანების ძაბვა იზრდება.

შუალედური ეტაპი

შუალედური ეტაპების უმრავლესობა ოპონენტებზე მაღალ მოგებას უზრუნველყოფს რამდენიმე გამაძლიერებელი საშუალებით. 741- ში, პირველი ეტაპის ერთჯერადი გამომავალი უკავშირდება ბაზას Q₁₆ რომელიც emitter მიმდევრობითი კონფიგურაციაშია. ეს უზრუნველყოფს მაღალი შეყვანის წინაღობას შეყვანის ეტაპზე, რაც ამცირებს დატვირთვას. შუალედური ეტაპი ასევე შედგება ტრანზისტებისგან Q₁₆ მდე Q₁₇და რეზისტენტებს R₈ მდე R₉. შუალედური ეტაპის გამომუშავება ხდება კოლექტორისგან Q₁₇და უზრუნველყოფილია Q₁₄ მეშვეობით ეტაპი Splitter. კასკატორი 741- ში გამოიყენება სიხშირის კომპენსაციისთვის, რომელიც განხილულია ამ ტექსტის შემდგომ თავებში.

გამოყვანის ეტაპი

Op-amp- ის გამოსვლის ეტაპი საჭიროა მაღალი დენის მომატების უზრუნველსაყოფად დაბალი გამომავალი წინაღობისთვის. Op-amps– ის უმეტესობა იყენებს დამატებითი სიმეტრიის გამომავალ ეტაპს, ეფექტურობის გასაზრდელად მიმდინარე მოგების გარეშე. დამატებითი სიმეტრიის მისაღწევი მაქსიმალური ეფექტურობა, B კლასის გამაძლიერებელი 78%. ერთჯერადი გამომავალი გამაძლიერებელი აქვს მაქსიმალური ეფექტურობა მხოლოდ 25%. ზოგიერთი ოპერაციული გამაძლიერებელი იყენებს Darlington წყვილის დამატებით სიმეტრიას, რათა გაზარდოს მათი გამომავალი შესაძლებლობები. 741 წელს დამატებითი სიმეტრიის გამოყვანის ეტაპი შედგება Q₁₄ მდე Q₂₀.

პატარა რეზისტორები, R₆ მდე R₇, უზრუნველყოს მიმდინარე შეზღუდვა გამომავალი. Darlington წყვილი, Q₁₈ მდე Q₁₉, გამოყენებულია დიოდში დიოდური კომპენსირებული შედარებითი სიმეტრიული გამოყოფის ეტაპზე, როგორც აღწერილია თავი 8. Darlington წყვილი მოწყობა ემხრობოდა მეტი ორი ტრანზისტორი დაკავშირებული როგორც diode რადგან მას შეიძლება გაყალბებული პატარა ფართობი. ამავდროულად, კომპონენტის რეზისტენტობის შემცველი შემცვლელი დამატებითი სიმეტრიული წრეში რეალიზებულია ტრანზისტორი Q₁₃. ტრანზისტორები Q₂₂, Q₂₃და Q₂₄ დონის ცვლადის მოწყობის ნაწილია, რომელიც უზრუნველყოფს, რომ გამომავალი ძაბვა ორიენტირებულია ნულოვანი ღერძის ირგვლივ.

ამჟამინდელი - 3. ტიპიური ოპერაციული გამაძლიერებელი

PREVIOUS- 2. დონე shifters

NEXT- დან. მწარმოებლის სპეციფიკაციები