Forma scurtă a amplificatorului operațional este op-amp, care este un tip de IC în stare solidă. Primul amplificator operațional este proiectat de Fairchild Semiconductors în anul 1963. Este elementul de bază al analogului circuite electronice care realizează diferite tipuri de sarcini de procesare a semnalului analogic. Aceste circuite integrate utilizează feedback exterior pentru a-și regla funcțiile și aceste componente sunt utilizate ca dispozitiv multifuncțional în diferite instrumente electronice. Se compune din două intrări și două ieșiri, și anume terminale inversoare și fără inversare. Acest IC 741 Op Amp este cel mai frecvent utilizat în diferite circuite electrice și electronice. Principala intenție a acestui amplificator opțional 741 este de a consolida semnalele AC și DC și pentru operații matematice. Să fim clari cu privire la acest 741 Op Amp cunoscându-i proprietățile, diagrama pin, specificațiile și conceptele conexe.
Ce este IC 741 Op Amp?
Termenul amplificator operațional este forma completă a unui amplificator operațional și este un fel de IC ( circuite integrate ). Un amplificator operațional este un amplificator de tensiune cu câștig ridicat, cuplat în curent continuu, cu un diferențial i / p și un singur o / p. În această structură, un amplificator operațional generează un potențial o / p care este de obicei de multe ori mai mare decât diferența de potențial dintre terminalele sale i / p.
Op-Amps își aveau rădăcinile în computerele analogice, unde erau utilizate pentru a realiza operații matematice în mai multe circuite liniare, neliniare și dependente de frecvență. Popularitatea acestui CI ca element de bază bloc de construcție în circuite analogice se datorează flexibilității sale. Datorită caracteristicilor sale, caracteristicile acestea sunt determinate de o componentă exterioară și au, de asemenea, o ușoară dependență de coeficienții de temperatură, altfel diferențele de fabricație în IC în sine.
În prezent, amplificatoarele operaționale sunt cele mai utilizate circuite integrate. aplicațiile acestor IC-uri includ o gamă imensă de dispozitive industriale, științifice și de consum. Costul mai multor amplificatoare operaționale tipice este scăzut în ceea ce privește volumul de producție rezonabil, dar unele amplificatoare operaționale hibride integrate cu condiții de performanță diferite pot costa peste 100 de dolari. Amplificatoarele operaționale pot fi ambalate ca aparate sau utilizate ca elemente fundamentale ale circuitelor integrate mai compuse.
Amplificatorul operațional este un fel de amplificator diferențial . Diferite tipuri de amplificatoare diferențiale includ amplificatorul pentru instrumentație, amplificatorul de izolare, amplificatorul cu feedback negativ și amplificatorul complet diferențial. IC 741 arată ca un „cip mic”. Dar este de uz general. Trebuie să știți informații de bază despre acest lucru.
Amplificator operațional IC 741 arată ca un cip mic. Reprezentarea 741 IC op-amp este dată mai jos, care cuprinde opt pini. Cei mai semnificativi pini sunt 2,3 și 6, unde pinii 2 și 3 indică bornele inversoare și neinversibile, iar pinul 6 denotă tensiunea de ieșire. Forma triunghiulară din IC semnifică un circuit integrat op-amp.
Versiunea actuală a cipului este notată de faimosul amplificator IC 741 op. Funcția principală a acestui IC 741 este de a efectua operații matematice în diferite circuite. IC 741 op-amp este fabricat din diferite etape ale tranzistorului care au de obicei trei etape precum i / p diferențial, o push-pull o / p și o etapă de câștig intermediar.
Acest amplificator operațional poate oferi o gamă mare de câștig de tensiune și acest lucru poate fi făcut să funcționeze la diferite niveluri de tensiune și această funcționalitate permite dispozitivului să implementeze în diverși integratori, însumând tipul de amplificatoare și altele. Chiar și acesta deține caracteristicile de protecție a dispozitivului în momentul scurtcircuitului și are rețele de circuite interne de compensare a frecvenței. Acest IC poate fi fabricat în trei forme și acestea sunt în pachet SOIC cu 8 pini, pachet dual-in-line cu 8 pini și se poate forma metal TO5-8.
741 DIP și To5
Amplificatorul operațional IC 741 este utilizat în două metode, cum ar fi un inversor (-) și un non-inversor (+).
Op-amp-urile diferențiale cuprinde un set de FET-uri sau BJT-uri. Reprezentarea de bază a acestui amplificator operațional este următoarea:
Diagrama Pin
configurarea pinului amplificatorului operațional IC 741 este prezentat mai jos. diagramă op amp 741 pin și funcționalitatea fiecărui pin sunt explicate clar în secțiunea de mai jos.
IC 741 Diagramă pin
Pinii sursei de alimentare: Pinii 4 și 7
Pinul 4 și pinul 7 sunt bornele de alimentare cu tensiune negativă și pozitivă. Puterea necesară funcționării IC-ului este recepționată de la acești pini. Nivelul de tensiune dintre acești pini poate fi în intervalul 5 - 18V.
Pin de ieșire: Pinul 6
Ieșirea care este livrată de la amplificatorul opțional IC 741 este primită de la acest pin. Tensiunea de ieșire care este recepționată la acest pin se bazează pe abordarea de feedback utilizată și nivelul de tensiune la pinii de intrare.
Când valoarea tensiunii la pinul 6 este mare, aceasta corespunde că tensiunea de ieșire este similară cu tensiunea de alimentare + ve. În același mod, când valoarea tensiunii la pinul 6 este mică, aceasta corespunde că tensiunea de ieșire este similară cu tensiunea de alimentare -ve.
Pinii de intrare: Pinul 2 și Pinul 3
Acestea sunt pinii de intrare pentru amplificatorul operațional. Pinul 3 este considerat ca intrarea inversantă, în timp ce pinul 3 este considerat ca pinul de intrare care nu inversează. Când valoarea tensiunii la pinul 2 >> pinul 3, ceea ce înseamnă că intrarea inversoare are o valoare mare a tensiunii, atunci semnalul de ieșire este scăzut.
În același mod, când valoarea tensiunii la pinul 3 >> pinul 2, ceea ce înseamnă că intrarea fără inversare are o valoare mare a tensiunii, atunci semnalul de ieșire este ridicat.
Pinii decalați: pinul 1 și pinul 5
După cum sa discutat anterior, acest amplificator operațional are un nivel crescut de câștig de tensiune. Din această cauză, chiar și variațiile minime ale tensiunilor la intrările non-inversoare și inversoare, acestea se întâmplă din cauza anomaliilor din procedura de construcție sau a altor anomalii vor arăta un impact asupra ieșirii.
Pentru a depăși acest lucru, o valoare offset a tensiunii care trebuie aplicată la pinii 1 și pinii 5, și acest lucru este realizat în general de un potențiometru.
Pinul nu este conectat: Pinul 8
Este doar un știft care este utilizat pentru a umple știftul gol în IC 741 Op Amp. Nu are nicio conexiune cu niciunul dintre circuitele interne sau externe.
Funcționarea IC 741 Op-Amp
Această secțiune explică în mod clar conceptul de schemă internă și funcționare a IC 741. Un IC 741 tipic este construit cu un circuit care este inclus cu 11 rezistențe și 20 de tranzistoare. Toate aceste tranzistoare și rezistențe sunt asimilate și conectate ca un singur cip monolitic. Cu imaginea descrisă mai jos, conexiunile interne ale componentei pot fi ușor de înțeles.
741 Circuit intern IC
Aici, pentru tranzistoare, Q1 și Q2, intrările inversoare și non-inversoare sunt conectate corespunzător. Atât tranzistoarele Q1, cât și Q2 funcționează ca emițătoare NPN unde aceste ieșiri sunt conectate la câteva tranzistoare Q3 și Q4. Aceste Q3 și Q4 funcționează ca amplificatoare de bază comună. Acest tip de configurație izolează intrările care au o conexiune cu Q3 și Q4 și astfel elimină feedback-ul probabil al semnalului care ar putea avea loc.
Fluctuațiile de tensiune care au loc la intrările amplificatorului operațional ar putea avea un impact asupra fluxului de curent al circuitului intern și, de asemenea, afectează domeniul funcțional efectiv al oricărui tranzistor care se află în circuit. Deci, pentru a elimina acest lucru, a existat implementarea a două oglinzi actuale. Perechile de tranzistori (Q8, Q9) și (Q12, Q13) sunt conectate într-un mod pentru a forma circuite oglindă.
Deoarece tranzistoarele Q8 și Q12 sunt tranzistoarele de reglare, acestea stabilesc nivelul de tensiune la joncțiunea EB pentru perechea lor corespunzătoare a tranzistorului. Acest nivel de tensiune poate fi reglat cu precizie la unele zecimale de milivolți, iar această precizie permite numai curentul necesar de curent către circuit.
Un circuit de oglindă dezvoltat de Q8 și Q9 este alimentat în circuitul de intrare, în timp ce celălalt circuit de oglindă dezvoltat de Q12 și Q13 este alimentat în circuitul de ieșire. De asemenea, celălalt circuit de oglindă care este al treilea format din Q10 și Q11 funcționează ca o conexiune de impedanță crescută între sursa -ve și intrare. Această conexiune oferă un nivel de referință de tensiune care nu arată efect de încărcare pe circuitul de intrare.
Tranzistorul Q6 împreună cu rezistențele de 4,5K și 7,5K vor fi dezvoltate într-un circuit de schimbare a nivelului de tensiune care scade nivelul de tensiune din circuitul amplificatorului de la secțiunea de intrare de către Vin înainte de a fi trecut la următorul circuit. Acest lucru se realizează pentru a elimina orice fel de variații de semnal la secțiunea amplificatorului de ieșire. În timp ce tranzistoarele Q22, Q15 și Q19 sunt proiectate să funcționeze ca amplificator de clasă A, iar tranzistoarele Q14, Q20 și Q17 se dezvoltă ca fază de ieșire a amplificatorului opțional 741.
Pentru a elimina orice fel de anomalii la faza de intrare a circuitului diferențial, atunci tranzistoarele Q5, Q6 și Q7 sunt folosite pentru a forma o configurație care are Offset null + ve și -ve și nivelurile de inversare și de inversare a intrărilor corespunzătoare.
Integrator și diferențiator Op-Amp
Secțiunile de mai jos explică procedura experimentală a integrator și diferențiator folosind teoria IC 741 op amp.
Pentru a afla despre amplificatorul opțional care funcționează ca diferențiator și integrator, avem nevoie de o placă de rezoluție, rezistențe de valoare (10KΩ, 100KΩ, 1,5KΩ și 150Ω), RPS, un amplificator operațional IC 741, fire de conectat, condensatori de valoare 0,1µF) și un osciloscop (CRO).
Circuitul integrator care utilizează op amp este prezentat mai jos. Pentru a forma un circuit integrator și pentru a cunoaște ieșirea, conexiunea circuitului trebuie făcută așa cum se explică în pașii de mai jos:
- La secțiunea de intrare, aplicați o undă sinusoidală simetrică cu o frecvență de 1 kHz și o amplitudine de 2V, care este de la vârf la vârf.
- Conectați secțiunile de intrare și ieșire ale circuitului la canalul CRO 1 și canalul 2. Această conexiune permite observarea formelor de undă generate.
- Plasați formele de undă observate pe un grafic împreună cu valorile similare observate pe CRO.
- Apoi, observați atât valorile practice, cât și cele teoretice. Acest tip de conexiune permite ca amplificatorul opțional IC 741 să fie utilizat ca circuit integrator.
Circuitul diferențiator care utilizează op amplificator este prezentat mai jos. Pentru a forma un circuit diferențiator și pentru a cunoaște ieșirea, conexiunea circuitului trebuie făcută așa cum se explică în pașii de mai jos:
- La secțiunea de intrare, aplicați o undă triunghiulară simetrică cu o frecvență de 1 KHz și o amplitudine de 2V, care este tensiunea de vârf la vârf.
- Conectați secțiunile de intrare și ieșire ale circuitului la canalul CRO 1 și canalul 2. Această conexiune permite observarea formelor de undă generate.
- Plasați formele de undă observate pe un grafic împreună cu valorile similare observate pe CRO.
- Apoi, observați atât valorile practice, cât și cele teoretice. Acest tip de conexiune permite ca amplificatorul opțional IC 741 să fie utilizat ca circuit integrator.
Integrarea și diferențierea valurilor de ieșire
Deschideți configurarea buclei
Cea mai ușoară abordare pentru a implementa IC 741 Op Amp este să îl funcționați în configurația cu buclă deschisă. configurație în buclă deschisă a IC 741 este în moduri de inversare și non-inversare.
Un amplificator op inversor
Într-un amplificator opțional IC 741, pinul 2 și pinul 6 sunt pinii de intrare și de ieșire. Când tensiunea este dată pinului-2, atunci putem obține ieșirea din pin-6. Dacă polaritatea pinului i / p-2 este + Ve, atunci polaritatea care vine de la pinul o / p6 este-Ve. Deci, o / p este întotdeauna opus i / p.
Diagrama circuitului inversor op-amp este prezentată mai sus și câștigul circuitului op-amp inversor este în general calculat utilizând această formulă A = Rf / R1
De exemplu, dacă Rf este de 100 de kilograme ohm și R1 este de 10 kilograme de ohm, atunci câștigul ar fi -100 / 10 = 10 Dacă tensiunea i / p este de 2,5 v, tensiunea de o / p ar fi 2,5 × 10 = 25
Amplificator op fără inversare
Într-un amplificator operațional IC 741 pin3 și pin6 sunt pini de intrare și de ieșire. Când tensiunea este dată pinului 3 putem obține ieșirea de la pinul 6. Dacă polaritatea este + Ve la pinul de intrare-3, atunci polaritatea care vine de la pinul o / p-6 este și + Ve. Deci o / p nu este opusul.
Diagrama circuitului neinversibil este prezentată mai sus și câștigul acestui circuit neinversibil este în general calculat utilizând această formulă A = 1 + (Rf / R1)
De exemplu, dacă Rf este de 100 de kilograme ohm și R1 este de 25 de kilograme de ohm, atunci câștigul ar fi 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5 Dacă tensiunea i / p este 1, atunci tensiunea o / p ar fi fie 1X5 = 5v
Diagrama circuitului IC 741 Op-Amp
Aplicațiile includ în principal un sumator, un comparator, un extractor, un adept de tensiune, un integrator și un diferențiator. schema de circuit a IC 741 op amp este prezentat mai jos. În următorul circuit, IC Amplificatorul operațional 741 este utilizat ca comparator . Chiar dacă l-am folosit ca un comparator, IC încă observă semnalele slabe, astfel încât acestea să poată fi identificate mai simplu.
IC 741 Pin Configuration
Specificațiile IC-741 Op-Amp
Specificațiile de mai jos explică în mod clar funcționalitatea de operare și comportamentul IC 741:
- Alimentare: Pentru funcționalitatea acestui amplificator operațional, necesită o tensiune minimă de 5V și poate gestiona până la 18V.
- Impedanță de intrare: are o gamă de aproximativ 2 megaohmi
- Impedanță de ieșire: are o gamă de aproximativ 75 ohmi
- Slew Rate: Acesta este, de asemenea, atributul crucial în alegerea amplificatorului operațional pentru o gamă înaltă de frecvențe. Aceasta este definită ca modificarea maximă a tensiunii de ieșire / unității de timp. SR se măsoară în volți / µsec și este reprezentat ca: SR = dVo / dt Cu calculul ratei de rotire, se poate cunoaște pur și simplu schimbarea de ieșire în care amplificatorul operațional variază în funcție de variațiile nivelului de frecvență de intrare. SR variază în funcție de variația câștigului de tensiune și acest lucru este denumit în general câștig de unitate. Valoarea ratei de rotire pentru amplificatorul operațional este întotdeauna constantă. Deci, atunci când necesitățile de înclinație ale valorilor de ieșire sunt mai mari decât rata de rotire, atunci se întâmplă distorsiuni. Pentru un amplificator operațional IC 741, rata de rotire este de 0,5 V / microsec, ceea ce este minim. Din această cauză, acest IC nu este utilizat pentru intervale de frecvență crescute, cum ar fi în comparatoare, filtre și oscilatoare.
- Câștig de tensiune: Câștigul de tensiune este de 2,00,000 pentru o gamă minimă de frecvențe
- Gama de compensare de intrare: acest IC 741 Op Amp are un interval de compensare de intrare între 2 - 6 mV
- Încărcare de ieșire: intervalul recomandat este> 2 kg ohmi
- Răspuns tranzitoriu: Acesta este aspectul crucial care este utilizat pentru alegerea unui amplificator operațional în mai multe aplicații. Împreună cu feedback-ul stării de echilibru, amplificatorul op include întregul răspuns al circuitului practic. Secțiunea de feedback în care se obține o valoare constantă înainte de a primi valoarea de ieșire este denumită răspuns tranzitoriu. Odată ce atinge această valoare, valoarea constantă rămâne în acel moment și așa deoarece acest lucru se numește un nivel constant. Această fază constantă nu se bazează pe timp. Atributele acestui răspuns tranzitoriu constau în procentul de depășire și timpul de creștere. Are o relație inversă cu lățimea de bandă a câștigului de unitate al amplificatorului operațional.
Pentru ca amplificatorul operațional să funcționeze ca amplificator de tensiune, atunci se recomandă valori crescute ale impedanței de intrare și ale impedanței de ieșire reduse.
741 Caracteristici Op-Amp
Caracteristicile amplificatorului operațional IC 741 includ următoarele
- Impedanța de intrare a amplificatorului opțional IC 741 este mai mare de 100 kilohmi.
- O / p al amplificatorului opțional 741 IC este sub 100 ohmi.
- Gama de frecvență a semnalelor amplificatorului pentru amplificatorul opțional IC 741 este de la 0Hz - 1MHz.
- Curentul de offset și tensiunea de offset ale amplificatorului opțional IC 741 sunt scăzute
- Câștigul de tensiune al IC 741 este de aproximativ 2,00,000.
741 Aplicații Op-Amp
Există multe circuite electronice care sunt construite cu IC 741 op amplificator și anume următorul de tensiune, convertor analogic digital , eșantionează și reține circuitul, tensiunea la curent și curentul la tensiunea de conversie, amplificator sumator , etc. Aplicațiile amplificatorului operațional IC 741 includ următoarele.
- Oscilator de frecvență audio variabil folosind IC 741 Op Amp
- IC 741 Op Amp pe bază de Ripple Reglabil RPS
- Amestec audio pentru patru canale folosind IC 741 Op Amp
- Comutator automat cu lumină IC 741 Op Amp și LDR
- Polimetru DC volt folosind IC 741 Op-Amp
- termometru e-room folosind IC 741 Op Amp
- Ascultarea Bugului folosind IC 741 Op-Amp
- Amplificator de microfon folosind IC-741 Op-Amp
- IC 741 Op-Amp Tester
- Aceasta este protecția bazată pe scurtcircuit RPS
- Comutator termic tactil folosind IC 741 Op Amp
- Conversia lui V în F folosind IC 741 Op Amp
- Generarea sunetului eolian bazat pe IC 741 Op Amp
Infografie a 741 Op Amp
Aceasta este totul despre tutorialul IC 741 Op Amp care include elementele de bază ale amplificatorului operațional, diagrama pinilor, diagrama circuitului, specificațiile, caracteristicile și aplicațiile sale. În plus, orice întrebări referitoare la acest concept sau la 741 de proiecte de amplificator op, vă rugăm să ne dați feedback comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine. Ce este
