КСНУМКС. Тхе Типицал Оп-амп
СТРУЈА - 3. Типични оп
ПРЕВИОУС- КСНУМКС. Левел схифтерсТхе Типицал Оп-амп
Већина оперативних појачала пројектована су и конструисана у складу са блок дијаграмом приказаним на слици КСНУМКС.
Слика КСНУМКС - Типична конфигурација оп-амп
Диференцијално појачало и степен напонског појачања су једине фазе које обезбеђују напонско појачање. Диференцијално појачало такође обезбеђује ЦМРР који је толико важан у оп-ампу. Излаз диференцијалних појачала често се повезује са емитерима с великим емитерским отпорником како би се осигурало високо импеданцијско оптерећење диференцијалног појачала како би се постигао висок добитак. Запамтите да појачало са заједничким емитатором високе снаге има много мању улазну импедансу него ЦЕ појачало са умјереним прибором. То онда омогућава употребу појачаног ЦЕ појачала како би се обезбедио додатни добитак. Линеарни оп-ампери су директно повезани да обезбеде ac добит. Ово такође елиминише потребу за кондензатором који је превелик да би се могао поставити на ИЦ чип. Мењачи нивоа су обавезни да осигурају да излазни сигнал нема dc офсет. Оп-појачала се могу врло прецизно моделирати симулацијом кола. То ћемо демонстрирати помоћу ТИНАЦлоуд мрежне симулације кола.
КСНУМКС Пацкагинг
Оп-амп кругови су упаковани у стандардне ИЦ пакете, укључујући конзерве, дуал-ин-лине пакете (ДИП) и равне пакете. Сваки од ових пакета има најмање осам пинова или веза. Приказани су на сликама КСНУМКС, КСНУМКС и КСНУМКС.
Слика КСНУМКС - Оп-амп веза за пакет цан (поглед одозго)
Слика 10 - Оп-амп веза 14-пински ДИП (поглед одозго)
Слика КСНУМКС - Оп-амп веза за КСНУМКС-пин флат пацк (поглед одозго)
Приликом конструисања кола, важно је тачно идентификовати различите водове (они обично нису нумерисани). Слике илуструју локацију пин-а КСНУМКС. Ин тхе цан пацкаге На слици КСНУМКС, пин КСНУМКС је идентификован као први пин на левој страни таба, а пинови су нумерисани узастопно у смеру супротном од кретања казаљке на сату. Ин тхе дуал-ин-лине пакет На слици КСНУМКС, врх пакета има увлачење за лоцирање пинова КСНУМКС, а пинови су нумерисани доле лево и горе на десној страни. Имајте на уму да је више од једног оп-ампа (обично КСНУМКС или КСНУМКС) упаковано у један ДИП.
У флат пацк на слици КСНУМКС, пин КСНУМКС је идентификован тачком, а пинови су нумерисани као у ДИП-у.
КСНУМКС Повер Рекуирементс
Многи оп-ампери захтијевају и негативан и позитиван извор напона. Типични извори напона крећу се од ± КСНУМКС В до ± КСНУМКС В. Слика КСНУМКС приказује типичне прикључке напајања на оп-амп.
Максимална промена излазног напона је ограничена dc напон који се напаја на оп-појачало. Неким оперативним појачалима може се управљати из једног извора напона. Спецификације произвођача дефинишу ограничења рада у оним случајевима када оптичко појачало користи само једно напајање.
Слика КСНУМКС - Прикључци за напајање
Максимална промена излазног напона је ограничена dc напон који се напаја на оп-појачало. Неким оперативним појачалима може се управљати из једног извора напона. Спецификације произвођача дефинишу ограничења рада у оним случајевима када оптичко појачало користи само једно напајање.
КСНУМКС Тхе КСНУМКС Оп-амп
ΜАКСНУМКС оп-амп је приказан у еквивалентном кругу слике КСНУМКС. Произведено је од КСНУМКС-а од стране већине произвођача ИЦ-а, и иако је од његовог увођења било много напретка, КСНУМКС је још увијек у широкој употреби.
КСНУМКС - КСНУМКС оп-амп
КСНУМКС оп-амп има интерне компензације што се односи на РЦ мрежу која узрокује да се одзиви високе фреквенције амплитуда отпале. Пошто појачало има висок добитак (по наруџби КСНУМКС4 до 10.5 на ниским фреквенцијама) и зато што паразитски капацитети у транзисторима дозвољавају параситиц феедбацк, оп-амп би постао нестабилан и осцилирао да није интерне компензације. Два каскадна диференцијална појачала покрећу комплементарно појачало снаге симетрије преко другог појачавача напона.
КСНУМКС оп-амп састоји се од три фазе: улазно диференцијално појачало, средње једносмјерно појачало и појачало излазног међуспремника. Други кругови важни за његово функционисање је степен за пребацивање dc ниво сигнала, тако да излаз може да се окрене и позитивним и негативним, преднапонским круговима да обезбеди референтне струје за различита појачала, и кола која штите оп-амп од кратких спојева на излазу. КСНУМКС је интерно компензован помоћу мреже на кондензатору-отпорнику.
Оп-амп се даље побољшава додавањем више фаза појачања, изолацијом улазних кола и додавањем више емитера на излазу како би се смањила излазна импеданса. Остала побољшања резултирају повећаним ЦМРР, већом улазном импедансом, ширим фреквентним одзивом, смањеном излазном импедансом и повећаном снагом.
Биас Цирцуитс
Неколико константних извора може се видети у КСНУМКС оп-амп на слици КСНУМКС. Транзистори Q8 Q9 су тренутни извор за IEE диференцијалних појачала формираних помоћу Q1, Q2, Q3, и Q4. Транзистори Q5, Q6, и Q7, да ли су активна оптерећења замена за RC отпорници диференцијалног појачала. Транзистори Q10, Q11, и Q12 чине мрежу пристрасности за изворе струје диференцијалног појачала. Транзистори Q10 Q11 формира Видлар тренутни извор за ову мрежу пристрасности с другим транзисторима који дјелују као тренутно огледало.
Заштита кратких кола
КСНУМКС круг укључује одређени број транзистора који су нормално искључени и понашају се само у случају да постоји велика струја на излазу. Биас на излазним транзисторима се затим мења како би се ова струја смањила на прихватљив ниво. У кругу на слици КСНУМКС, ова мрежа за заштиту од кратког споја се састоји од транзистора К15 Q22 и отпорник RКСНУМКС.
Инпут Стаге
Улазни ступањ КСНУМКС оп-амп је потребан да би се осигурао напонски напон, пребацивање нивоа, и једнодомна излазна диференцијална појачала. Сложеност струјних кола узрокује велику грешку у оффсет напону. Насупрот томе, стандардни диференцијални појачавач отпорника оптерећења узрокује мању грешку напона помака. Међутим, стандардно појачало има ограничен добитак, што значи да ће бити потребно више фаза за постизање жељеног појачања. Диференцијални појачавачи оптерећени отпорником користе се у оп-амперима који имају мањи напон од КСНУМКС-а.
БЈТ-ови који се користе у улазном стадију захтевају велике струје преднапона, уводећи тренутне проблеме. Да би се смањила тренутна грешка, друге врсте оп-амп-а користе МОСФЕТ-ове у улазној фази.
Улазна фаза КСНУМКС-а је диференцијално појачало са активним оптерећењем које формирају транзистори Q5, Q6, и Q7 и отпорници R1, R2, и R3. Овај круг осигурава високо оптерећење отпора и претвара сигнал из диференцијала у једноструки крај без деградације појачања или омјера одбацивања у заједничком моду. Једноручни излаз се преузима од колектора Q6. Улазни степен преносника се састоји од бочне ПНП транзистори, Q3 Q4, који су повезани у конфигурацији заједничке базе.
Употреба бочних транзистора, Q3 Q4, резултира додатном предношћу. Они помажу у заштити улазних транзистора, Q1 Q2, против квара на споју емитера и базе. Спајање базне станице емитера нпн транзистор ће се сломити када обрнута пристрасност буде већа од КСНУМКС В. Латерални прекидач се не дешава све док обрнута пристрасност не буде већа од КСНУМКС В. Будући да су транзистори у серији Q1 Q2, повећава се пробојни напон улазног кола.
Интермедиате Стаге
Средње фазе у већини оп-ампера пружају висок добитак кроз неколико појачала. У КСНУМКС-у, једносмерни излаз прве фазе је повезан са базом Q16 која је у конфигурацији емитер-следбеника. Ово обезбеђује високу улазну импеданцију улазној фази која минимизира оптерећење. Средња фаза се такође састоји од транзистора Q16 Q17и отпорници R8 R9. Излаз средњег ступња се узима од колектора Q17, и под увјетом да Q14 кроз раздвајач фаза. Кондензатор у КСНУМКС-у се користи за компензацију фреквенције о којој се расправља у наредним поглављима овог текста.
Оутпут Стаге
Излазни ступањ оп-ампера је потребан да би се обезбедило велико струјно појачање на импеданси са малим излазом. Већина оп-појачала користи комплементарну излазну фазу симетрије да би повећала ефикасност без жртвовања тренутног добитка. Максимална достижна ефикасност за комплементарну симетрију, појачало класе Б је 78%. Једнострано излазно појачало има максималну ефикасност од само 25%. Неки оп-појачала користе комплементарну симетрију Дарлингтоновог пара да би повећали излазну способност. Комплементарни излазни ступањ симетрије у 741 састоји се од Q14 Q20.
Мали отпорници, R6 R7, обезбеђују ограничење струје на излазу. Дарлингтон пар, Q18 Q19, користи се умјесто диоде у излазном ступњу комплементарне симетрије с компензацијом диоде као што је описано у поглављу КСНУМКС. Распоред Дарлингтон пара је фаворизован у односу на два транзистора повезана као диода јер се може произвести у мањој области. Извор струје који замјењује отпорник преднапона у комплементарном кругу симетрије остварује се једним дијелом транзистора Q13. Транзистори Q22, Q23, и Q24 су део склопа нивоа скретања који осигурава да је излазни напон центриран око нуле.
СТРУЈА - 3. Типично опционо појачало