ИС операционного усилителя - конфигурация контактов, особенности и работа

1. IC 741

Чаще всего используется операционный усилитель IC741. Операционный усилитель 741 - это усилитель напряжения, он инвертирует входное напряжение на выходе, можно встретить почти везде в электронных схемах.

Конфигурация контактов:

Давайте посмотрим на конфигурацию контактов и тестирование 741 операционного усилителя. Обычно он пронумерован против часовой стрелки вокруг чипа. Это 8-контактная ИС. Они обеспечивают превосходные характеристики в интеграторах, суммирующих усилителях и в системах с общей обратной связью. Это операционные усилители с высоким коэффициентом усиления, напряжение на инвертирующем входе которых может поддерживаться почти равным Vin.

Это 8-контактный двухрядный корпус с распиновкой, показанной выше.

Контакт 1: нулевое смещение.

Контакт 2: инвертирующий входной терминал.

Контакт 3: неинвертирующий входной терминал.

Контакт 4: –VCC (отрицательное напряжение).

Контакт 5: нулевое смещение.

Контакт 6: выходное напряжение.

Контакт 7: + VCC (положительное напряжение питания).

Контакт 8: Нет соединения.

Основные контакты в операционном усилителе 741 - это pin2, pin3 и pin6. В инвертирующем усилителе положительное напряжение подается на контакт 2 операционного усилителя, мы получаем на выходе отрицательное напряжение через контакт 6. Полярность была инвертирована. В неинвертирующем усилителе положительное напряжение подается на контакт 3 операционного усилителя, мы получаем на выходе положительное напряжение через контакт 6. Полярность остается такой же в неинвертирующем усилителе. Vcc обычно находится в диапазоне от 12 до 15 вольт. Когда используются два источника питания (+ Vcc / -Vcc), они имеют одинаковое напряжение и имеют противоположный знак почти во всех случаях. Помните, что операционный усилитель - это дифференциальный усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления. Для операционного усилителя 741 коэффициент усиления составляет не менее 100 000 и может составлять более миллиона (1 000 000). Это важный факт, который вам нужно помнить, когда вы включаете 741 в цепь.

Существует множество распространенных схем применения, использующих операционный усилитель IC741: сумматор, компаратор, вычитатель, интегратор, дифференциатор и повторитель напряжения.

Ниже приведен пример схемы на базе 741 IC. Однако 741 используется как компаратор, а не усилитель. Разница между ними небольшая, но существенная. Даже если использовать в качестве компаратора 741 все еще обнаруживает слабые сигналы, чтобы их было легче распознать. Компаратор - это схема, сравнивающая два входных напряжения. Одно напряжение называется опорным напряжением, а другое - входным. Это схема, которая сравнивает напряжение сигнала, подаваемое на один вход операционного усилителя, с известным опорным напряжением на другом входе. Операционный усилитель 741 имеет идеальные передаточные характеристики (выход ± Vsat), а выходное значение изменяется с увеличением входного напряжения на 2 мВ.

Конфигурация выводов принципиальной схемы операционного усилителя 741

2. LM324

LM324 - это интегральная схема с четырьмя ОУ с высокой стабильностью и полосой пропускания, которая была разработана для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. У них есть некоторые несхожие преимущества перед стандартными типами операционных усилителей в приложениях с однополярным питанием. Это 14-контактный двухрядный корпус, содержащий четыре с внутренней компенсацией и двухкаскадные операционные усилители, показанные на рисунке.

LM324

• Контакты 1, 7, 8 и 14 являются выходами компаратора.
• Контакты 2, 6, 9 и 13 - инвертирующие входы уплотнителя.
• Контакты 3, 5, 10 и 12 - неинвертирующие входы компаратора.
• Контакт 11 заземлен (0 В)
• Контакт 4 - напряжение питания 5В.

Функции:

• Внутренняя частотная компенсация для единичного усиления
• Большое усиление постоянного напряжения 100 дБ
• Широкая полоса пропускания 1 МГц
• Широкий диапазон питания: однополярный от 3 до 32 В
• Практически не зависит от напряжения питания
• Дифференциальный диапазон входного напряжения равен напряжению источника питания
• Большой размах выходного напряжения от 0 В до + - 1,5 В

Делители потенциалов LM323 подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя, чтобы обеспечить на этих выводах некоторое напряжение. Напряжение питания подается на + V, а –V подключается к земле. На выходе этого компаратора будет высокий логический уровень, если вход неинвертирующего терминала больше, чем вход инвертирующего терминала компаратора. Если на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем, то на выходе будет низкий логический уровень (0).

Работа LM324:

• Когда на неинвертирующий терминал подается питание, которое меньше инвертирующего напряжения операционного усилителя, выход становится нулевым, что означает отсутствие тока. Потому что мы уже знаем, что когда '+> - = 1' . Здесь знак «+» указывает на неинвертирующую клемму, а знак «-» указывает на инвертирующую клемму.
• Если неинвертирующее напряжение больше, чем инвертирующее напряжение, выход будет высоким.
• В этом выход LM324 внутренне подключен к некоторому сопротивлению, и он имеет некоторое расположение внутри IC, что сильно отличается от других компараторов.
• Он имеет внутреннее подтягивание, поэтому нет необходимости в подключении резистора к источнику питания.

LM324 Cricuit

3. LM339

LM339 - это наиболее часто используемый компаратор, предназначенный для использования в приложениях для определения уровня, измерения низкого уровня и памяти в автомобильных и промышленных электронных устройствах. Он имеет четыре встроенных компаратора, он сравнивает два уровня входного напряжения и выдает цифровой выход для отображения большего.

Эти компараторы дополнительно имеют уникальную характеристику, заключающуюся в том, что диапазон входного синфазного напряжения включает землю, несмотря на то, что они работают от одного напряжения питания.

LM339

• Контакты 1, 2, 13 и 14 являются выходами компаратора.
• Контакт 3 - напряжение питания 5В
• Контакты 4, 6, 8 и 10 - инвертирующие входы компаратора.
• Контакты 5, 7, 9 и 11 - неинвертирующие входы компаратора.
• Контакт 12 заземлен (0 В)

Функции:

• Сигнал или работа с двумя источниками питания
• Широкий рабочий диапазон питания (VCC = 2 В ~ 36 В)
  • Макс.рейтинг: от 2 В до 36 В
  • Протестировано до 30 В: устройства без напряжения V
• Входное синфазное напряжение включает землю
• Низкий ток потребления (IF = 0,8 мА)
• Выходы с открытым коллектором для проводки и подключения
• Низкий входной ток смещения 25 нА
• Низкое выходное напряжение насыщения
• Выход совместим с логической системой TTL, DTL и CMOS
• Дифференциальный диапазон входного напряжения равен напряжению источника питания

Делители потенциала LM339 подключены к инвертирующим и неинвертирующим входам операционного усилителя, чтобы обеспечить на этих выводах некоторое напряжение. Напряжение питания подается на + V, а –V подключается к земле. На выходе этого компаратора будет высокий логический уровень, если вход неинвертирующего терминала больше, чем вход инвертирующего терминала компаратора.

Работа LM339:

• Когда на неинвертирующий терминал подается питание, которое меньше инвертирующего напряжения операционного усилителя, выход становится нулевым, что означает отсутствие тока. Потому что мы уже знаем, что когда '+> - = 1' . Здесь знак «+» указывает на неинвертирующую клемму, а знак «-» указывает на инвертирующую клемму.
• Если неинвертирующее напряжение больше инвертирующего напряжения, тогда в устройстве будет протекать ток.
• LM339 работает как открытый коллектор, поэтому мы подключили резистор к источнику питания, если мы удалим резистор, то в цепи не будет протекания тока.

LM324 Cricuit

4. LM258

Операционные усилители LM358 используются в усилителях-преобразователях, блоках усиления постоянного тока и во всех обычных схемах операционных усилителей, которые теперь легче реализовать в системах с одним источником питания. Например, операционный усилитель LM358 может напрямую работать от стандартного напряжения питания + 5 В, которое используется как часть цифровых систем, и легко обеспечивает необходимую интерфейсную электронику без дополнительных источников питания ± 15 В.

Он поставляется в 8-контактном DIP-корпусе, показанном ниже.

LM358

Описание штифта:

• Контакты 1 и 7 - выходы компаратора.
• Контакты 2 и 6 - инвертирующие входы
• Контакты 3 и 5 - неинвертирующие входы
• Контакт 4 заземлен (GND)
• Контакт 8 - VCC +

Функции:

• Внутренняя частотная компенсация для единичного усиления
• Большой коэффициент усиления постоянного напряжения: 100 дБ
• Широкая полоса пропускания
• Широкий диапазон питания: однополярный: от 3 В до 32 В
• Очень низкий ток потребления практически не зависит от напряжения питания
• Низкое входное напряжение смещения: 2 мВ
• Диапазон входного синфазного напряжения включает землю
• Дифференциальный диапазон входного напряжения равен напряжению источника питания
• Потребляемая мощность подходит для работы от батареи

Преимущества:

• Два операционных усилителя с внутренней компенсацией
• Устраняет необходимость в двойных расходных материалах
• Позволяет прямое обнаружение около GND, а VOUT также идет на GND
• Совместим со всеми формами логики
• Потребляемая мощность подходит для работы от батареи

Работа LM358:

На инвертирующий вход компаратора LM358, то есть на вывод 2, подается фиксированное напряжение, то есть в соотношении 47k: 10k, а на неинвертирующий вход компаратора опускается и подается на измерительный терминал. Когда сопротивление между положительным источником питания и неинвертирующим входом высокое, в результате неинвертирующий вход становится меньше, чем инвертирующий вход, что делает выход компаратора низким логическим уровнем на выводе 1. И когда сопротивление падает, делая доступным напряжение на неинвертирующем входе выше, чем на инвертирующем входе, так что на выходе компаратора высокий логический уровень.

5. Операционный усилитель CA 3130

Это отличный операционный усилитель, требующий очень низкого входного тока. Его выход будет в нулевом состоянии в выключенном состоянии. CA3130 - это микросхема BiMOS 15 МГц с входами MOSFET и биполярным выходом. На входах присутствуют полевые МОП-транзисторы, которые обеспечивают очень высокий входной импеданс. Входной ток может составлять всего 10 пА. ИС показывает очень высокую скорость работы и сочетает в себе преимущества КМОП и биполярных транзисторов. Наличие на входах PMOS-транзисторов приводит к снижению входного синфазного напряжения до 0,5 В ниже отрицательной шины. Поэтому он идеален для систем с однополярным питанием.

На выходе имеется пара транзисторов CMOS, которая изменяет выходное напряжение в пределах 10 мВ от любой клеммы напряжения питания. IC CA3130 работает от 5 до 16 вольт и может быть скомпенсирован по фазе с помощью одного внешнего конденсатора. Он также имеет клеммы для регулировки напряжения смещения и стробирования.

Схема мобильной ошибки с использованием CA3130

6. Операционный усилитель CA 3140

Это операционный усилитель BiMOS с частотой 4,5 МГц с входами MOSFET и биполярным выходом. Он имеет внутри как PMOS-транзисторы, так и высоковольтные биполярные транзисторы. Входы Is имеют полевые МОП-транзисторы (PMOS), защищенные затвором, которые обеспечивают очень высокий входной импеданс, обычно около 1,5 ТОм. Требуемый входной ток очень низкий - около 10 пА. Он демонстрирует очень быстрый отклик и высокую скорость работы. Выход имеет защиту от повреждения при замыкании клемм нагрузки. Входной каскад имеет полевой транзистор PMOS, который помогает при синфазном входном напряжении до 0,5 вольт. Для стабильной работы ИС имеет внутреннюю фазовую компенсацию. Он также имеет клеммы для дополнительного спада частоты и обнуления смещения.

Цепь сигнализации против захвата мешка с использованием CA3140

7. Операционный усилитель TL071

Это малошумящий операционный усилитель с входами JFET. Он работает в широком синфазном режиме и потребляет очень мало тока. Для этого требуются очень низкие входные токи смещения и смещения. Его выход защищен от короткого замыкания, имеет очень высокую скорость нарастания 13 В / мкс и работает без защелок. TL0 71 идеально подходит для высококачественных схем предусилителя звука. TL071 и TL0 72 содержат только один операционный усилитель внутри, в то время как TL074 представляет собой четырехканальный операционный усилитель с 4 операционными усилителями внутри.

Схема защиты ноутбука с использованием ICTL0 71

8. Операционный усилитель TL082

Это двойной операционный усилитель с отдельными входами и выходами. Он имеет входы JFET и биполярные выходы. Микросхема демонстрирует очень высокую скорость нарастания и низкое входное смещение. Он также имеет низкий ток смещения и низкое напряжение смещения. Его входы могут быть смещены с очень низкими входными токами. Выход ИС защищен от короткого замыкания. TL082 работает без фиксации и имеет внутреннюю частотную компенсацию.

9. Операционный усилитель LM 311

Это одиночный OPAMP, способный управлять схемами DTL, RTL, TTL или MOS. Его выход может переключать до 50 вольт и ток 50 мА. Он работает в широком диапазоне напряжений питания от 5 до 30 вольт и требует только одного источника питания. Он может напрямую управлять реле, соленоидами и т. Д., Если потребляемый ток меньше 50 мА. Подключение выводов LM311 отличается от других операционных усилителей. Здесь вывод 3 - инвертирующий ввод, а вывод 2 - неинвертирующий ввод. Выход тоже разный. Имеет два выхода. Вывод 7 - это положительный выход, который потребляет ток, а вывод 1 - отрицательный.

Вывод 7 подключен к коллектору выходного транзистора NPN. Вывод 1 образует эмиттер выходного транзистора. Обычно выходной транзистор находится в выключенном состоянии, а его коллектор подтягивается к Vcc. Если его база получает более 0,7 вольт, она насыщается и включается. Это снижает ток, и нагрузка включается. Таким образом, в отличие от других операционных усилителей, LM311 потребляет ток, и при срабатывании триггера выходной сигнал становится низким.

Часы Схема таймера с использованием IC LM 311. Реле включается, когда наступает установленное время в часах.

10. IC 747

747 - это двойной операционный усилитель общего назначения, содержащий два операционных усилителя 741. Два операционных усилителя имеют общую цепь смещения и выводы источника питания. В остальном их работа полностью независима. Характеристики операционного усилителя - отсутствие фиксации при превышении диапазона входного синфазного сигнала, отсутствие колебаний. Это 14-контактный двухрядный корпус (DIP), показанный на рисунке ниже:

Описание выводов ОУ 747:

Pin1 - Инвертирующий входной терминал операционного усилителя 1

Pin2 - Неинвертирующий входной терминал операционного усилителя1

Шпилька3 - Смещение нулевого терминала op-amp1

Шпилька4 - Отрицательное напряжение питания (-V)

Шпилька5 - Смещение нулевой клеммы операционного усилителя 2

Шпилька6 - Неинвертирующий входной терминал операционного усилителя 2

Шпилька7 - Инвертирующий входной терминал операционного усилителя 2

Шпилька8 - Смещение нулевой клеммы операционного усилителя 2

Шпилька9 - Положительное напряжение питания (+ В) операционного усилителя 2

Шпилька10 - Выход op-amp2

Шпилька11 - Нет связи (NC)

Шпилька13 - Положительное напряжение питания ОУ1

Шпилька14 - Смещение нулевой клеммы op-amp1

Характеристики ОУ 747:

• Двойное напряжение питания от ± 1,5 В до ± 15 В
• Не требуется частотная компенсация
• Защита от короткого замыкания
• Широкие диапазоны синфазного и дифференциального напряжения
• Низкое энергопотребление
• Стабильный прирост Unity
• Без фиксации
• Сбалансированное смещение null
• Ток питания менее 300 мкА на усилитель при 5 В

Как проверить микросхему операционного усилителя?

Операционные усилители широко используются в электронных схемах в качестве усилителей, компараторов, повторителей напряжения, суммирующих усилителей и т. Д. Большинство широко используемых операционных усилителей, таких как 741, TL071, CA3130, CA3140 и т. Д., Имеют одинаковую конфигурацию контактов. Следовательно, этот тестер полезен для проверки работы операционного усилителя во время поиска неисправностей или обслуживания. Это простой в изготовлении инструмент, который незаменим на рабочем месте любителя или техника.

Тестер подключается к 8-контактной базе ИС, в которую может быть вставлена ​​ИС для тестирования. Контакт 2 (инвертирующий вход IC) подключен к делителю потенциала R2, R3, который подает половину напряжения питания на контакт 2. Контакт 3 (без инвертирующего входа) базы IC подключен к VCC через R1 и переключатель Push to on. Выходной контакт 6 используется для подключения светодиода визуального индикатора через токоограничивающий резистор R4.

Конструкция представляет собой компаратор напряжения. Вставьте ИС в гнездо, соблюдая правильную ориентацию. Паз на левой стороне ИС должен совпадать с выемкой в ​​основании ИС. В этом режиме компаратора выход IC1 становится высоким, когда на его контакте 3 напряжение выше, чем на контакте 2. Здесь контакт 2 получает 4,5 В (если батарея 9 В), а контакт 3 - 0 В.

Таким образом, выходной сигнал остается низким, а светодиод не горит. Когда S1 нажат, контакт 3 получает более высокое напряжение, чем контакт 2, и выход IC становится высоким, чтобы загореться светодиод. Это указывает на то, что схема внутри ИС работает.

Топологии тестирования:

В операционном усилителе есть три топологии тестирования

• Испытательный контур двух операционных усилителей
• Цикл самопроверки
• Три на петле усилителя

Теперь у вас есть представление о конфигурации контактов и микросхемах оперативной памяти, если возникнут какие-либо вопросы по этой теме или по электрическим и электронные проекты оставьте комментарии ниже.

Видео, показывающее сравнение первых 4 микросхем