Typical Op-amp-TINA және TINACloud Ресурстар

Типтік Op-amp

Операциялық күшейткіштердің көпшілігі 8 суретте көрсетілген блок диаграммасына сәйкес жасалған және салынған.

Сурет 8 - Оп-амптың типтік конфигурациясы

Дифференциалды күшейткіш пен кернеуді ұлғайту сатысы кернеудің өсуін қамтамасыз ететін жалғыз кезеңдер. Дифференциалды күшейткіш, сондай-ақ, оп-ампта маңызды болып табылатын CMRR-ты қамтамасыз етеді. Дифференциалды күшейткіштің шығуы көбінесе үлкен пайда алу үшін дифференциалды күшейткішке жоғары импеданс жүктемені қамтамасыз ету үшін үлкен эмитент резисторы бар эмитетті жалғастырушыға қосылады. Орташа күшейткіш күшейткіш орташа кіріс күшейткішінен әлдеқайда төмен кіру импедансынан зардап шегетінін ұмытпаңыз. Бұл қосымша пайда алу үшін жоғары пайдасы бар CE күшейткішін пайдалануға мүмкіндік береді. Сызықтық опперстер тікелей қамтамасыз етіледі ac пайда алу. Бұл сондай-ақ IC чипте орналастыру үшін тым үлкен қосқыш конденсатордың қажеттілігін жояды. Шығару сигналының жоқтығын қамтамасыз ету үшін деңгей ауыстырғыштар қажет dc офсеттік. Оп-амперді схеманы модельдеу арқылы өте дәл модельдеуге болады. Біз мұны TINACloud онлайн схемасын модельдеу арқылы көрсетеміз.

3.1 қаптамасы

Оп-амптық схемалар стандартты IC-пакеттерде, соның ішінде банка, қосарлы-пакеттік пакеттер (DIP) және тегіс бумалармен қапталған. Осы пакеттердің әрқайсысында кемінде сегіз түйреуіш немесе қосылым бар. Олар 9, 10 және 11 суреттерінде суреттелген.

Сурет 9 - Оп-амп қосылымы (жоғарғы көрініс)

10 сурет - Op-amp қосылымы 14 істікшелі DIP (Top View)

Сурет 11 - 10-жалпақ жалпақ жинақ үшін Op-amp қосылымы (жоғарғы көрініс)

Схеманы құрған кезде, әртүрлі жолдарды дұрыс анықтау керек (әдетте олар нөмірленбейді). Суреттер 1 түйінінің орналасуын көрсетеді. Ішінде пакетті орындай алады Сурет 9, pin 1 табуляцияның сол жағындағы бірінші штырь ретінде белгіленеді және түйреуіштер жоғарғы жағынан сағат тіліне қарсы нөмірленеді. Ішінде қосарланған желідегі пакет Сурет 10, пакеттің жоғарғы жағында 1 пинтін табу үшін шегініс бар, ал түйреуіштер солға және оңға қарай нөмірленеді. Бір DP-де бірнеше оп-амп (әдетте 2 немесе 4) оралғанына назар аударыңыз.

Ішінде жазық пакет 11 фигурасы, pin 1 нүкте арқылы анықталады және түйреуіштер DIP сияқты нөмірленеді.

3.2 қуат талаптары

Көптеген ампер амперлер теріс және оң кернеу көзін талап етеді. Аналогтық кернеу көздері ± 5 V-ден ± 25 В-ге дейін болады. Сурет 12 оп-ампқа тән қуат көзінің қосылымдарын көрсетеді.

Максималды шығыс кернеуінің ауытқуы шектелген dc кернеу оп-ампқа беріледі. Кейбір жұмыс күшейткіштерін бір кернеу көзінен басқаруға болады. Өндірушінің техникалық сипаттамалары op-amp тек бір қуат көзін қолданатын жағдайларда жұмыс шектерін анықтайды.

Сурет 12 - Қуат көзінің қосылымдары

3.3 741 Op-amp

ΜA741 op ампы 13 фигурасының эквиваленттік сұлбасында бейнеленген. Ол 1966-дан бастап көптеген IC өндірушілері тарапынан өндірілген және оның енгізілуінен кейін көптеген жетістіктер болғанымен, 741 әлі күнге дейін кеңінен қолданылады.

операциялық күшейткіштер, әдеттегі оп-амптар

Сурет 13 - 741 оп-амп

741 оп-ампының бар ішкі өтемақы ол жоғары жиілікті амплитудалық реакцияның түсіп кетуіне себеп болатын RC желісіне жатады. Күшейткіштің жоғары пайдасы (10 тәртібімен)⁴ 10 үшін⁵ төмен жиіліктерде) және транзисторларда паразиттік сыйымдылықтардың болуына мүмкіндік береді паразиттік кері байланыс, оп-амп тұрақсыз болады және ішкі өтемақы болмаса, осцилляция болады. Екі каскадты айырмашылық күшейткіштер басқа кернеу күшейткіші арқылы қосымша симметрия күшейткішті басқарады.

741 op-amp үш кезеңнен тұрады: кіріс дифференциалды күшейткіші, аралық біржақты жоғары күшейту күшейткіші және шығу буферлік күшейткіші. Оны пайдалану үшін маңызды басқа схема - ауысатын деңгей деңгейін жоғарылату dc шығу сигналының деңгейі әртүрлі күшейткіштерге және электродтарды қысқа тұйықталудан қорғауға арналған тізбектерді қамтамасыз ету үшін шығу үшін оң және теріс, бұрмаланған тізбектерді бұруға мүмкіндік беретін сигнал деңгейі. 741 ішкі чиптің конденсаторлық резисторлық желісі арқылы өтеледі.

Оп-амп күшейткіштің қосымша сатыларын қосып, кіріс сұлбаларын оқшаулап, шығыс импедансын азайту үшін шығудағы қосымша эмитенттерді қосу арқылы жақсартылады. Басқа жақсартулар CMRR, жоғары кіріс кедергісі, жиілік жиілігінің жоғарылауы, шығыс импедансінің азаюы және қуаттың жоғарылауына әкеледі.

Сызықтық тізбектер

Бірнеше тұрақты көздерді 741 13 амп-ампынан көруге болады. Транзисторлар Q₈ және Q₉ ағымдағы көзі болып табылады I_EE дифференциалдық күшейткіштің Q₁, Q₂, Q₃, және Q₄. Транзисторлар Q₅, Q₆, және Q₇, белсенді жүктемелер болып табылады R_C дифференциалдық күшейткіштің резисторлары. Транзисторлар Q₁₀, Q₁₁, және Q₁₂ дифференциалды күшейткіштің ток көздеріне бейімділік желісін қалыптастыру. Транзисторлар Q₁₀ және Q₁₁ ағымдық айна ретінде әрекет ететін басқа транзисторлармен осы қиғаштық желі үшін Widlar ағымдағы көзін қалыптастырады.

Қысқа тұйықталуды қорғау

741 схемасы құрамында транзисторлар саны бар, әдетте, олар тоқтап, тек үлкен ағым шығу кезінде болғанда ғана жүргізіледі. Осы ток шығынын азайту үшін шығыс транзисторларындағы өзгеріс өзгертіледі. 13 фигурасының схемасында бұл қысқа тұйықталудан қорғайтын желі Q транзисторларынан тұрады₁₅ және Q₂₂ және резистор R_11.

Енгізу сатысы

741 op-амптың кіріс сатысы кернеуді жоғарылату, деңгейді ауыстыру және біржолақты дифференциалды күшейткішті шығару үшін қажет. Схеманың күрделілігі үлкен ығысқан кернеу қателігіне алып келеді. Бұған қарағанда стандартты кедергісі бар жүктемелі дифференциалды күшейткіш ығысқан кернеу қателігін азайтады. Дегенмен, стандартты күшейткіштің шектеулі пайдасы бар, бұл қажетті күшейтуге жету үшін көп сатылар талап етіледі. Резистор жүктелген дифференциалдық күшейткіштер 741-ке қарағанда кернеудің төмендеуіне ие op-амптарда қолданылады.

Кіріспе сатысында қолданылатын BJTs үлкен ағымдық ағымдарды талап етіп, офсеттік ток ақауларын енгізеді. Офсалды ағымдағы ақаулықты азайту үшін, басқа амалдық амалдар енгізу кезеңінде MOSFET-ді пайдаланады.

741 кіріс сатысы - транзисторлардың белсенді жүктемесі бар дифференциалды күшейткіш Q₅, Q₆, және Q₇ және резисторлар R₁, R₂, және R₃. Бұл тізбек жоғары кедергісі жүктемесін қамтамасыз етеді және сигналды дифференциалдан біртұтасқа дейін жоғарылату немесе жалпы режимді қабылдамау коэффициенті жоқ түрлендіреді. Біржолақты шығару коллектордан алынады Q₆. Кіріспе сатысы деңгейінің өзгеруі бүйірден тұрады Pnp транзисторлар, Q₃ және Q₄, жалпы базалық конфигурацияда қосылған.

Бүйірлік транзисторларды пайдалану, Q₃ және Q₄, қосымша артықшылығы бар. Олар кіріс транзисторларын қорғауға көмектеседі, Q₁ және Q₂, эмитент-базалық қосылыстардың бұзылуына қарсы. Эмитент-базалық түйіні npn транзисторлар 7 В-ден асып кетсе, көлденең қиғаштықтың асып кетуіне жол берілмейді. Кері транзисторлардың бұзылуы кері кері бұрылыс 50 В-дан асқанға дейін орын алмайды, өйткені транзисторлар Q₁ және Q₂, кіру тізбегінің бұзылу кернеуі артады.

Аралық кезең

Көптеген оп-амптардағы аралық кезеңдер бірнеше күшейткіштер арқылы жоғары нәтиже береді. 741-де бірінші кезеңнің бір аяқталған шығысы негізге қосылған Q₁₆ ол эмитент ізбасарларының конфигурациясында орналасқан. Бұл жүктемені азайтатын кіріс сатысына жоғары кіріс кедергісін қамтамасыз етеді. Аралық кезеңде транзисторлар да бар Q₁₆ және Q₁₇, және резисторлар R₈ және R₉. Аралық кезеңді шығару коллектордан алынады Q₁₇, және берілген Q₁₄ фазалық сплитер арқылы. 741 ішіндегі конденсатор, осы мәтіннің келесі тарауларында талқыланатын жиілікті өтеу үшін пайдаланылады.

Шығу сатысы

Оп-амптың шығу сатысы төмен шығыс кедергіге жоғары ток күшін беру үшін қажет. Көптеген ам-амперлер ток күшін жоғалтпай тиімділікті арттыру үшін қосымша симметрия шығару кезеңін қолданады. Қосымша симметрия үшін қол жеткізілетін максималды тиімділік, В класс күшейткіші 78% құрайды. Бір жақты шығыс күшейткіштің максималды тиімділігі тек 25% құрайды. Кейбір оп-амперлер олардың шығу қабілетін арттыру үшін Дарлингтон жұбының қосымша симметриясын қолданады. Қосымша симметрияның шығу кезеңі 741-ден тұрады Q₁₄ және Q₂₀.

Кішкентай резисторлар, R₆ және R₇, шығу кезінде ток шектеуін қамтамасыз етіңіз. Дарлингтон жұбы, Q₁₈ және Q₁₉, Диодтың компенсаторлық симметриялық шығу сатысындағы диодтың орнына 8 тарауында сипатталғандай қолданылады. Darlington жұбының орналасуы диодтың қосылған екі транзисторларының үстінен қолайлы, себебі ол кішірек аймақта жасалуы мүмкін. Қоспалы симметриялы тізбектегі бұрыштық резисторды ауыстыратын ток көзін транзистордың бір бөлігі жүзеге асырады Q₁₃. Транзисторлар Q₂₂, Q₂₃, және Q₂₄ шығыс кернеуінің нөлдік ось айналасында орналасқандығын кепілдейтін деңгейдің ауытқу құрылғысының бөлігі болып табылады.

АҒЫМДА - 3. Әдеттегі op amp

PREVIOUS- 2. Деңгейлі жылжытқыштар

NEXT- 4. Өндірушілердің техникалық сипаттамалары