3. Ердийн Op-amp
CURRENT - 3. Ердийн op-amp
PREVIOUS- 2. Түвшин солихЕрдийн Op-amp
Ихэнх үйлдлийн өсгөгч нь 8 зурагт үзүүлсэн блок диаграмын дагуу хийгдсэн байна.
8 зураг - op-amp-ийн ердийн тохиргоо
Дифференциал өсгөгчийн хүчдэл ба хүчдэлийн олшруулалтын үе шат нь хүчдэлийн олзыг бий болгох цорын ганц үе шатууд юм. Дифференциал өсгөгч нь op-amp-д маш чухал CMRR-ийг хангадаг. Дифференциал өсгөгчийн гаралт нь их хэмжээний ялгаруулагчтай эсэргүүцэлтэй ялгаруулагч төхөөрөмжтэй холбогдсон байдаг. Ингэснээр өндөр хүчдэлийн давтамжийг өсгөхийн тулд өндөр эсэргүүцэл ачааллыг өсгөх боломжтой. Өндөр ашиг олзууруулагчтай өсгөгч нь CE өсгөгчийн дунд зэргийн олзоос бага оролтын эсэргүүцэлтэй тулгардаг гэдгийг санаарай. Энэ нь нэмэлт ашиг өгөх зорилгоор CE өсгөгчийн өндөр ашиг олдог. Linear op-amps нь шууд нийлүүлэгддэг ac олз. Энэ нь IC чип дээр байрлуулахад хэт том байх конденсаторыг шаарддаг. Түвшингийн шилжилт нь гаралтын дохио байхгүй байна гэдгийг баталгаажуулахад шаардагдана dc офсет. Оп-амперыг хэлхээний симуляцаар маш зөв загварчилж болно. Бид үүнийг TINACloud онлайн хэлхээний симуляци ашиглан харуулах болно.
3.1 Сав баглаа боодол
Оп-сувгийн хэлхээнд лааз, хос шугамын багц (DIP), хавтгай сав зэрэг стандарт IC багцуудад савлагдсан байдаг. Эдгээр багцууд нь дор хаяж найман зүү буюу холболттой байна. Эдгээрийг 9, 10, болон 11 зурагт үзүүлэв.
Зураг 9 - Багцыг сонгох боломжтой OP-холболт (дээд үзүүр)
Зураг 10 - Op-amp холболт 14 зүү бүхий DIP (Топ харах)
11 зураг - 10-пак хавтгай багцын порт-порт холболт (Топ харагдац)
Хэлхээ үүсгэх үед янз бүрийн чиглэлийг зөв тогтоох нь чухал (тэдгээрийг ихэвчлэн дугаарладаггүй). Эдгээр тоо нь 1-ийн байршлыг харуулж байна. Дахь багцалж чадна 9 зураг, 1 зүү нь табний зүүн талд байгаа эхний зүүгээр танигдаж, мөн тээглүүрүүд нь зүүнээсээ хойш тоогоор нь дараалан тоогоор дугаарладаг. Дахь хос-шугамын багц 10 зураг дээр багцын дээд тал нь 1-ийн байрлалыг олохын тулд зүүн дээд талд байрлах зүүн тийш дугаарлаж дугаарласан байна. Нэгээс илүү op-amp (ихэвчлэн 2 эсвэл 4) нэг DIP дээр савлагддаг болохыг анхаарна уу.
Дахь хавтгай хайрцаг 11 зураг, 1 зүү нь цэгээр танигдаж, хадаас нь DIP-д дугаарлагдсан байна.
3.2 цахилгаан шаардлага
Олон тооны амплитут нь сөрөг болон эерэг хүчдэлийн эх үүсвэрийг хоёуланг нь шаарддаг. Ердийн хүчдэлийн эх үүсвэрүүд нь ± 5 V -ээс ± 25 V. хүрнэ. 12 зураг нь op-amp-тэй түгээмэл цахилгаан тэжээлийн холболтыг харуулж байна.
Хамгийн их гаралтын хүчдэлийн дүүжин нь dc op-amp-д нийлүүлсэн хүчдэл Зарим ажиллагааны өсгөгчийг нэг хүчдэлийн эх үүсвэрээс ажиллуулж болно. Үйлдвэрлэгчийн техникийн үзүүлэлтүүд нь op-amp нь зөвхөн нэг цахилгаан хангамж ашигладаг тохиолдолд үйл ажиллагааны хязгаарыг тодорхойлдог.
Зураг 12 - Цахилгаан хангамжийн холболт
Хамгийн их гаралтын хүчдэлийн дүүжин нь dc op-amp-д нийлүүлсэн хүчдэл Зарим ажиллагааны өсгөгчийг нэг хүчдэлийн эх үүсвэрээс ажиллуулж болно. Үйлдвэрлэгчийн техникийн үзүүлэлтүүд нь op-amp нь зөвхөн нэг цахилгаан хангамж ашигладаг тохиолдолд үйл ажиллагааны хязгаарыг тодорхойлдог.
3.3 741 Op-amp
ΜA741 op-amp нь 13-ийн зураг дээрх эквивалент хэлхээнд харуулагдсан болно. 1966-ийн ихэнх үйлдвэрлэгчид нь 741-ээс хойш үйлдвэрлэгдэж байсан бөгөөд XNUMX-ийг танилцуулснаасаа хойш олон шинэ дэвшил гарсан боловч XNUMX -г өргөн хэрэглэж байна.
13 зураг - 741 op-amp
741 op-amp нь дотоод нөхөн олговор Энэ нь RC давтамжийг хэлдэг бөгөөд энэ нь өндөр давтамжийн далайцын хариуг унах шалтгаан болдог. Учир нь өсгөгч нь өндөр ашиг (10-ийн дарааллаар)4 10 нь5 бага давтамжтай) болон транзистор дахь паразит багтаамжийг зөвшөөрдөг паразитын санал хүсэлтхэрэв дотоод нөхөн олговор олгохгүй бол op-amp нь тогтворгүй болж, хэлбэлздэг болно. Хоёр cascaded ялгаатай өсгөгч нь өөр хүчдэлийн өсгөгчийн тусламжтайгаар нэмэлт тэгш хэмийн цахилгаан өсгөгчийг жолооддог.
741 op-amp нь гурван үе шаттай: оролтын дифференциал өсгөгч, завсрын нэг төгсгөлтэй өндөр олз өсгөгч, гаралтын буферийн өсгөгч. Өөр ажиллагаатай байхын тулд бусад хэлхээ нь чухал ач холбогдолтой dc гаралт нь эерэг ба сөрөг аль алиныг нь холбож, хэвийсэн хэлхээ нь янз бүрийн өсгөгчийн хувьд лавлагаа гүйдлийг хангах, гаралтын богино холболтын хэлхээнээс op-amp хамгаалж байгаа хэлхээ. 741 нь чипс-конденсатор-эсэргүүцлийн сүлжээгээр дотооддоо нөхөн олговор юм.
Оп-өсгөгч нь олшруулалтын илүү олон үе шатыг нэмэх, оролтын хэлхээг тусгаарлаж, гаралтыг эсэргүүцэх чадварыг багасгахын тулд гаралт дээр илүү ялгаруулагч дагалдагчдыг нэмдэг. Бусад сайжруулалтууд нь CMRR нэмэгдсэн, оролтын эсэргүүцэл, илүү өргөн давтамжтай хариу үйлдэл, гаралтын эсэргүүцлийг бууруулж, эрчим хүч нэмэгдсэн байна.
Ховилын тойрог
741 13 op-amp-ийн хэд хэдэн тогтмол эхийг харж болно. Transistors Q8 болон Q9 нь одоогийн байгаа эх үүсвэр юм IEE үүссэн дифференциал өсгөгч Q1, Q2, Q3Болон Q4. Transistors Q5, Q6Болон Q7нь идэвхжүүлэхийн тулд идэвхтэй ачаалал юм RC дифференциал өсгөгчийн эсэргүүцэгч. Transistors Q10, Q11Болон Q12 дифференциал өсгөгчийн одоогийн эх үүсвэрүүдийн хэвийсэн сүлжээг бүрдүүлэх. Транзистор Q10 болон Q11 өнөөгийн толь болгон ажиллаж байгаа бусад транзисторуудтай энэ хэвийсэн сүлжээний хувьд Widlar одоогийн эх үүсвэрийг үүсгэнэ.
Богино залгах хамгаалах
741 хэлхээнүүд нь ихэвчлэн гаралтад их хэмжээний гүйдэл байгаа нөхцөлд зөвхөн хэд хэдэн транзисторыг агуулдаг. Гаралтын транзисторын хэвийсэн утгыг энэ гүйдлийг одоогийн түвшинг зөвшөөрөх хэмжээнд хүртэл бууруулдаг. Зураг 13-ийн хэлхээнд энэ богино залгааны хамгаалалтын сүлжээ нь транзистор Q-ээс бүрдэнэ15 болон Q22 болон эсэргүүцэл R11.
Оролтын үе шат
741 op-amp-ийн оролтын үе шат нь хүчдэлийн ашиг, түвшний өөрчлөлт, нэг төгсгөлтэй дифференциал өсгөгчийн гаралтыг хангахад шаардлагатай. Схемийн нарийн төвөгтэй байдал нь их хэмжээний офлайн хүчдэлийн алдаа болдог. Үүний эсрэгээр стандарт эсэргүүцэл бүхий дифференциал өсгөгч нь арай бага хүчдэлийн алдааг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч стандарт өсгөгч хязгаарлагдмал ашиг нь хүссэн ололтод хүрэхийн тулд илүү их үе шат шаардагдана гэсэн үг юм. Эсэргүүцэлтэй дифференциал өсгөвөрлөлтийг 741-ээс бага хүчдэлийн хэв гажилттай op-amps-д ашигладаг.
Оролтын үе шатанд ашигласан BJTs их хэмжээний хэвийсэн урсгалыг шаарддаг бөгөөд энэ нь офсетийн өнөөгийн асуудлуудыг танилцуулж байна. Оффисын алдааг багасгахын тулд бусад op-amp төрлүүд нь MOSFET-ийг оролтын үе шатанд ашигладаг.
741-ийн оролтын үе шат нь транзистороос үүсэх идэвхтэй ачаалалтай дифференциал өсгөгч юм Q5, Q6Болон Q7 ба эсэргүүцэгчид R1, R2Болон R3. Энэ хэлхээ нь өндөр эсэргүүцэлтэй ачаалал өгч, дифференциал хүртэлх дохиог хөрвүүлдэг ба нийтлэг горимд татгалзах харьцаа байхгүйгээр нэг төгсгөлтэй. Нэг төгсгөлтэй гаралтыг коллектороос авсан болно Q6. Оролтын шатан дахь уян хатан байдал нь хажуу талаас бүрдэнэ pnp транзистор, Q3 болон Q4, нийтлэг үндэслэлийн тохиргоотой холбоотой байдаг.
Хажуугийн транзисторыг ашиглах, Q3 болон Q4, нэмж давуу талыг бий болгодог. Тэд оролтын транзисторыг хамгаалахад тусалдаг. Q1 болон Q2, ялгаруулагч-суурь холболтын эвдрэлийн эсрэг. Үзүүлэлтийн баазын уулзвар npn Транзистор нь 7 V-ээс хэтэрсэн тохиолдолд буцаагдах болно. Транзистор нь 50 V-ээс давсан тохиолдолд хожуу транзистор эвдрэл үүсэхгүй. Q1 болон Q2, оролтын хэлхээний тасалдлын хүчдэл нэмэгддэг.
Завсрын үе шат
Ихэнх op-amps дэх завсрын үе шатууд хэд хэдэн өсгөгч ашиглан өндөр ашиг олдог. 741 дээр эхний шат нь нэг төгсгөлтэй гаралт нь Q16 нь emitter дагалдагчийн тохиргоонд байдаг. Энэ нь ачааллыг багасгах оролтын үе шатанд оролтын эсэргүүцэл ихтэй байдаг. Дунд шат нь транзистороос бүрдэнэ Q16 болон Q17, ба эсэргүүцэгчид R8 болон R9. Дунд шатны шатлалын гаралтыг коллектороос авсан болно Q17, өгөгдсөн Q14 фазын задлагчаар дамжина. 741 дахь конденсатор нь энэ текстийн дараагийн бүлгүүдэд авч үзсэн давтамжийн нөхөн олговорт ашиглагддаг.
Гаралтын үе шат
Op-amp-ийн гаралтын үе шат нь бага гаралтын эсэргүүцэлд өндөр гүйдлийн ашиг өгөхөд шаардлагатай байдаг. Ихэнх op-amps нь тэгш хэмийн гаралтын үе шатыг ашигладаг бөгөөд одоогийн ашиг алдагдалгүйгээр үр ашгийг дээшлүүлдэг. Нэмэлт тэгш хэмийн хамгийн дээд үр ашиг нь B ангиллын өсгөгч 78% байна. Нэг төгсгөлийн гаралтын өсгөгч нь хамгийн их үр ашиг нь зөвхөн 25% байдаг. Зарим op-amps нь гаралтын чадвараа нэмэгдүүлэхийн тулд Дарлингтон хос нэмэлт тэгш хэмийг ашигладаг. 741 дэх тэгш хэмийн гаралтын үе шат нь бүрдэнэ Q14 болон Q20.
Жижиг эсэргүүцэгч, R6 болон R7, гаралт дээрх одоогийн хязгаарлалтыг өгнө. Дарлингтоны хос, Q18 болон Q19, Бүлэг 8-д тайлбарласанчлан диод-нөхөн олговрын нэмэлт тэгш хэмийн гаралтын үе шатанд диодын оронд ашигладаг. Дарлингтоны хос зохицуулалт нь диод хэлбэрээр холбогдсон хоёр транзистор дээр илүү тааламжтай байж болно. Туслах тэгш хэмийн хэлхээний хувьд хэвийсэн эсэргүүцэл орлуулах өнөөгийн эх үүсвэр нь транзисторийн нэг хэсэг юм Q13. Transistors Q22, Q23Болон Q24 гаралтын хүчдэл тэг тэнхлэг дээр төвлөрдөгийг баталгаажуулдаг түвшний shifter зохицуулалтын хэсэг юм.
CURRENT - 3. Ердийн op amp