3. Odatiy Op-amp

Odatiy Op-amp

Ko'pgina operatsion kuchaytirgichlar shakl 8 da ko'rsatilgan blok diagrammasiga muvofiq ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan.

Odatiy Op-amp

Shakl 8 - Op-amfaning odatdagi konfiguratsiyasi

Differensial kuchaytirgich va kuchlanishni oshirish bosqichi kuchlanishni ta'minlovchi yagona bosqichlardir. Differensial kuchaytirgich, shuningdek, OP-amperida juda muhim bo'lgan CMRR ni ham beradi. Differensial kuchaytirgichning chiqishi ko'pincha katta emitsion rezistorga ega bo'lgan emitter izdoshiga ulanadi, bu esa yuqori daromad olish uchun differentsial kuchaytirgichga yuqori empedansli yukni ta'minlash imkonini beradi. Yutuqli keng tarqalgan emitent kuchaytirgichi mo''tadil daromadli Idoralar kuchaytirgichiga qaraganda ancha past kirish empedansidan aziyat chekishini unutmang. Bu qo'shimcha daromadni ta'minlash uchun yuqori daromadli Idoralar kuchaytirgichidan foydalanishga imkon beradi. Lineer op-amplar to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish uchun birlashtirilgan ac daromad olish. Bu esa, IC chipiga joylashtirish uchun juda katta bo'lgan birlashtiruvchi kondansatör uchun zarurlikni ham yo'q qiladi. Chiqish signali yo'qligini ta'minlash uchun yuqori darajadagi shiftchilar talab qilinadi dc ofset. Op-amperlarni elektron simulyatsiya bilan juda aniq modellashtirish mumkin. Biz buni TINACloud onlayn elektron simulyatsiyasi yordamida namoyish etamiz.

3.1 mahsulot

Op-ampli qurilmalar standart IC paketlarda, shu jumladan bankalarda, dual-in-layn paketlarda (DIP) va tekis paketlarda paketlanadi. Ushbu paketlarning har biri kamida sakkizta pin yoki aloqa mavjud. Ular 9, 10 va 11 shakllarida tasvirlangan.

 

Odatiy Op-amp

Shakl 9 - Op-amp ulanishi (to'p ko'rinishi)

Odatiy Op-amp

Shakl 10 - Op-amp ulanish 14-pinli DIP (Top View)

Odatiy Op-amp

Shakl 11 - 10-pin tekis paketi uchun op-ampli ulanish (Yuqori ko'rinish)

 

 

 

 

 

 

 

Bir elektronni qurishda turli yo'nalishlarni aniq belgilash muhim (odatda raqamlangan emas). Raqamlar 1 pinining o'rnini ko'rsatadi. In to'plashi mumkin Shakl 9 shaklida, pin 1 yorliqning chap qismidagi birinchi pin sifatida belgilanadi va pinalar ketma-ket soat yo'nalishi bo'yicha teskari tomonga qarab numaralanırlar. In dual-in-line paketi Shakl 10 shaklidagi to'plamning yuqori qismida 1 pinini aniqlash uchun chiziq bor va pinalar o'ng va chap tomonda raqamlangan. Bir dipdan bir nechta op-amp (odatda 2 yoki 4) paketlanganligiga e'tibor bering.

In tekis to'plami Shakl 11 shaklida, pin 1 nuqta bilan aniqlanadi va pinlar DIP da raqamlangan.

3.2 quvvat talablari

Ko'p op-amperlar salbiy va ijobiy kuchlanish manbasini talab qiladi. Oddiy kuchlanish manbalari ± 5 V dan ± 25 V gacha. 12 shaklida op-ampga odatiy quvvat manbai ko'rsatiladi.

Maksimal chiqish zo'riqishida tebranishi cheklangan dc kuchlanish op-ampga beriladi. Ba'zi operatsion kuchaytirgichlarni bitta kuchlanish manbasidan boshqarish mumkin. Ishlab chiqaruvchining texnik xususiyatlari op-amp faqat bitta quvvat manbaidan foydalanadigan holatlarda ishlash chegaralarini belgilaydi.

Op-amps, odatda op-amp

Shakl 12 - Quvvat manbaiga ulanish

Maksimal chiqish zo'riqishida tebranishi cheklangan dc kuchlanish op-ampga beriladi. Ba'zi operatsion kuchaytirgichlarni bitta kuchlanish manbasidan boshqarish mumkin. Ishlab chiqaruvchining texnik xususiyatlari op-amp faqat bitta quvvat manbaidan foydalanadigan holatlarda ishlash chegaralarini belgilaydi.

3.3 741 Op-amp

MA741 op-amp Shakli 13 ning ekvivalent elektronida ko'rsatilgan. 1966-dan boshlab ko'pchilik IC ishlab chiqaruvchilari tomonidan ishlab chiqarilgan bo'lib, uning kiritilishidan keyin juda ko'p avanslar mavjud bo'lsa-da, 741 hali ham keng qo'llanilmoqda.

operatsion kuchaytirgichlar, odatda op-amperlar

Shakl 13 - 741 op-amp

741 op-amp mavjud ichki tovon Bu yuqori chastotali amplitudali reaktsiyaga tushishga olib keladigan RC tarmog'iga tegishlidir. Kuchaytirgich yuqori daromadga ega bo'lgani uchun (10 tartibida4 10 uchun5 past frekanslarda) va tranzistorlardagi parazitik quvvatlarga ruxsat beradi parazitar mulohazalar, ichki amortizatsiya uchun emas, op-amp noaniq va salohiyatli bo'ladi. Ikki kaskadli farqli kuchaytirgich qo'shimcha simmetriya quvvat kuchaytirgichini boshqa kuchlanishli kuchaytirgich yordamida boshqaradi.

741 op-amp uchta bosqichdan iborat: kirishning differentsial kuchaytirgichi, oraliq bir martalik yuqori daromadli kuchaytirgich va chiqish buffering amplifikatori. Uning faoliyatiga katta ahamiyatga ega bo'lgan boshqa sxema - bu o'zgaruvchan darajani o'zgartirish dc signalning darajasi har xil kuchaytirgichlarga mos yozuvlar oqimlarini ta'minlash uchun va ijobiy va salbiy, bios davrlarini aylanishiga imkon berishi uchun va ishlab chiqarishda op-amperni qisqa tutashuvdan himoya qiladigan aylanishlarni hosil qiladi. 741 ichki chastotali kondansativ rezistorli tarmoq orqali kompensatsiya qilinadi.

Op-amp kuchaytirgichning qo'shimcha bosqichlarini qo'shish, kirish davrlarini ajratish va chiqish empedansini pasaytirish uchun chiqishdagi qo'shimcha yorituvchi izdoshlarini qo'shish orqali yanada takomillashtiriladi. Boshqa takomillashishlar CMRR ortishi, yuqori kirish empedansi, keng chastotali javob, chiqadigan empedansning kamayishi va quvvatni oshiradi.

Bias davrlari

741 shaklidagi 13 op-ampsida bir nechta doimiy manbalarni ko'rish mumkin. Transistorlar Q8 va Q9 mavjud manbadir IEE tomonidan yaratilgan farqlovchi kuchaytirgich Q1, Q2, Q3va Q4. Transistorlar Q5, Q6va Q7uchun, almashtirish uchun faol yuklar RC differentsial kuchaytirgichning qarshiligi. Transistorlar Q10, Q11va Q12 differentsial kuchaytirgichning oqim manbalari uchun noto'g'ri tarmoqni shakllantirish. Transistorlar Q10 va Q11 hozirgi oyna sifatida harakat qiladigan boshqa tranzistorlar bilan bu bias tarmog'i uchun bir widlar oqim manbai hosil qiladi.

Qisqa davr himoyasi

741 sxemasi odatda kesib tashlangan va faqat katta hajmdagi oqim mavjud bo'lgan hollarda o'tkazadigan tranzistorlar qatorini o'z ichiga oladi. Chiqish tranzistorlari ustidagi yonalishlar ushbu oqimni qabul qilinadigan darajaga kamaytirish uchun o'zgartiriladi. Shakl 13 ning elektron tizimida ushbu qisqa tutashuvli himoya tarmog'i Q tranzistorlaridan iborat15 va Q22 va qarshilik R11.

Kirish bosqichi

741 op-ampining kirish bosqichi kuchlanishni oshirish, balandlikning o'zgarishi va bir martalik o'zgaruvchan kuchaytirgichli chiqishi uchun talab qilinadi. Devrenning murakkabligi katta ofset voltajida xatolarga olib keladi. Bunga qaramasdan, standart qarshiligi yuklangan diferensial kuchaytirgich kam sarflanadigan kuchlanishdagi xatolarga olib keladi. Biroq, standart kuchaytirgich cheklangan daromadga ega, bu esa istalgan amplifikatsiyaga erishish uchun qo'shimcha bosqichlarni talab qiladi. Rezistorga o'rnatilgan differensial amplifikatorlar 741dan kam kuchlanishli op-amperlarda qo'llaniladi.

Kirish bosqichida ishlatiladigan BJTlar katta oqimlarni talab qiladi, ofset oqim muammolarini keltirib chiqaradi. Offset oqimini kamaytirish uchun boshqa op-amp turlari kirish bosqichida MOSFET-lardan foydalanadi.

741 ning kirish bosqichi transistorlar tomonidan yaratilgan faol yuk bilan farqlovchi kuchaytirgichdir Q5, Q6va Q7 va rezistorlar R1, R2va R3. Ushbu elektron yuqori qarshilik yukini ta'minlaydi va signalni daromad yoki umumiy rejimdan voz kechish nisbati bo'lmagani holda differentsialdan bir martalik o'zgartiradi. Bitta tugagan chiqishi to'plamdan olinadi Q6. Kirish bosqichi darajasining o'zgaruvchisi lateraldan iborat pnp tranzistorlar, Q3 va Q4, umumiy bazaviy konfiguratsiyaga ulangan.

Yanal tranzistorlardan foydalanish, Q3 va Q4, qo'shimcha afzalliklarga olib keladi. Ular kirish tranzistorlarini himoya qilishga yordam beradi, Q1 va Q2, emitent-bazaviy uzilishlarga qarshi. Emitent-baz aloqasi npn tranzistor teskari tomonlama xarakteristikaning 7 V atrofida oshib ketishi bilan buzilib ketadi. Yanal tranzistor buzilishi teskari tomonlama 50 V atrofidan oshmaguncha sodir bo'lmaydi. Transistorlar ketma-ketlikda Q1 va Q2, kirish pallasida buzilish kuchlanishi ortadi.

O'rta bosqich

Ko'pgina op-amperlardagi oraliq bosqichlar bir nechta kuchaytirgich orqali yuqori daromad olish imkonini beradi. 741da, birinchi bosqichning bitta tugagan chiqishi bazaga ulanadi Q16 bir emitter izdoshlari konfiguratsiyasi mavjud. Bu kirish bosqichini yuqori darajada kiritish imkonini beradi. Qidiruv bosqichda tranzistorlar ham mavjud Q16 va Q17, va qarshilik R8 va R9. Qidiruv bosqichning chiqishi, kollektordan olinadi Q17, va taqdim etilgan Q14 bir faza splitter orqali. 741dagi kondansatkich chastotalarni qoplash uchun ishlatiladi, bu matnning keyingi qismlarida muhokama qilinadi.

Chiqarish bosqichi

Op-ampning chiqish bosqichi kam chiqadigan impedansga yuqori oqim kuchini ta'minlash uchun talab qilinadi. Aksariyat op-amperlar qo'shimcha daromadlarni yo'qotmasdan samaradorlikni oshirish uchun qo'shimcha simmetriya chiqish bosqichidan foydalanadilar. Qo'shimcha simmetriya uchun erishiladigan maksimal samaradorlik, B sinfidagi kuchaytirgich 78% ni tashkil qiladi. Bir tomonlama chiqish kuchaytirgichining maksimal samaradorligi atigi 25% ni tashkil qiladi. Ba'zi op-amperlar o'zlarining chiqish qobiliyatini oshirish uchun Darlington juftligini qo'shimcha simmetriyasidan foydalanadilar. 741 yilda bir-birini to'ldiruvchi simmetriya chiqishi bosqichi quyidagilardan iborat Q14 va Q20.

Kichik qarshilik, R6 va R7, chiqishda cheklashni ta'minlang. Darlington juftligi, Q18 va Q19diodning o'rnini to'ldiruvchi qo'shimcha simmetriya chiqishi bosqichida 8 bo'limida keltirilgan. Darlington juftlik tartibini diod sifatida ulangan ikkita tranzistor orqali afzalroq, chunki u kichikroq maydonda ishlab chiqilishi mumkin. Qo'shimcha nosimmetrik devorda bios qarshiligining o'rnini bosadigan oqim manbai tranzistorning bir qismi tomonidan amalga oshiriladi. Q13. Transistorlar Q22, Q23va Q24 chiqish voltusining nol o'qi atrofida joylashganligini kafolatlaydigan bir darajali o'zgaruvchan tartibning bir qismidir.

Hozirgi - 3. Odatda op amp