Op-Amp IC’s: configuració, funcions i funcionament del pin

1. IC 741

L’amplificador operatiu més utilitzat és IC741. L’ampli operatiu 741 és un amplificador de tensió, inverteix la tensió d’entrada a la sortida, es pot trobar gairebé a tot arreu en circuits electrònics.

Configuració del pin:

Vegem la configuració del pin i les proves de 741 amplificadors operatius. Normalment, es tracta d’un número numerat en sentit antihorari al voltant del xip. És un CI de 8 pins. Proporcionen un rendiment superior en aplicacions d’integrador, amplificador sumatori i retroalimentació general. Aquests són amplificadors de gran guany, el voltatge de l'entrada inversora es pot mantenir gairebé igual a Vin.

És un paquet de doble línia de 8 pins amb un pinout que es mostra a la part superior.

Pin 1: desplaçament nul.

Pin 2: invertir terminal d'entrada.

Pin 3: terminal d'entrada sense inversió.

Pin 4: –VCC (alimentació de tensió negativa).

Pin 5: desplaçament nul.

Pin 6: tensió de sortida.

Pin 7: + VCC (alimentació de tensió positiva).

Pin 8: sense connexió.

Els pins principals de l’ampli operatiu 741 són pin2, pin3 i pin6. En l'amplificador d'inversió, s'aplica una tensió positiva al pin2 de l'amplificador operatiu que obtenim com a tensió negativa a través del pin 6. La polaritat s'ha invertit. En un amplificador sense inversió, s’aplica una tensió positiva al pin3 de l’amplificador operatiu que obtenim com a tensió positiva a través del pin 6. La polaritat continua sent la mateixa en l’amplificador sense inversió. Vcc sol estar en el rang de 12 a 15 volts. Quan s’utilitzen dos subministraments (+ Vcc / -Vcc), són el mateix voltatge i de signe oposat en gairebé tots els casos. Recordeu que l'amplificador operacional és un amplificador de tensió diferencial d'alt guany. Per a un amplificador operatiu 741, el guany és com a mínim de 100.000 i pot superar el milió (1.000.000). Aquest és un fet important que haureu de recordar quan poseu el 741 en un circuit.

Hi ha molts circuits d’aplicació habituals que fan servir l’amplificador opcional IC741, que són sumador, comparador, restador, integrador, diferenciador i seguidor de tensió.

A continuació es mostra un exemple de 741 circuits basats en IC. No obstant això, el 741 s’utilitza com a comparador i no com a amplificador. La diferència entre tots dos és petita però significativa. Fins i tot si s’utilitza com a comparador el 741 encara detecta senyals febles perquè es puguin reconèixer més fàcilment. Un comparador és un circuit que compara dues tensions d’entrada. Un voltatge s’anomena tensió de referència i l’altre s’anomena tensió d’entrada. És un circuit que compara una tensió de senyal aplicada a una entrada d'un amplificador operacional amb una tensió de referència coneguda a l'altra entrada. L’amplificador operatiu 741 té unes característiques de transferència ideals (sortida ± Vsat) i la sortida es modifica per increment de la tensió d’entrada de 2 mV.

Configuració del pin del diagrama de circuits de l'amplificador operatiu 741

2. LM324

LM324 és un circuit integrat de quatre amplificadors operatius amb una gran estabilitat, amplada de banda que va ser dissenyat per funcionar a partir d’una única font d’alimentació en una àmplia gamma de tensions. Tenen alguns avantatges diferents respecte als tipus d’amplificadors operatius estàndard en aplicacions de subministrament únic. Es tracta d’un paquet dual en línia de 14 pins, que conté quatre amplificadors operatius compensats internament i dos escenaris, que es mostren a la figura.

LM324

• El pin 1, 7, 8 i 14 són els resultats del comparador
• Els pins 2, 6, 9 i 13 són les entrades inversores del compactador
• Els pins 3, 5, 10 i 12 són entrades no inversores del comparador
• El pin 11 està mòlt (0V)
• El pin 4 és el voltatge d'alimentació de 5V

Característiques:

• La freqüència interna va compensar el guany d’unitat
• Gran guany de tensió de corrent continu de 100 dB
• Amplada de banda ampla 1 MHz
• Àmplia gamma d'alimentació: alimentació única de 3V a 32V
• Essencialment independent de la tensió d’alimentació
• Rang de tensió d'entrada diferencial igual a la tensió d'alimentació
• Gran voltatge de sortida oscil·lant de 0V a V + - 1,5V

Els divisors potencials de LM323 estan connectats a les entrades inversores i no inversores de l’amplificador operatiu per donar una certa tensió a aquests terminals. La tensió d'alimentació es dóna a + V i –V està connectat a terra. La sortida d’aquest comparador serà lògicament alta si l’entrada de terminal no inversor és superior a l’entrada de terminal inversor del comparador. Quan l'entrada d'inversió és superior a la que no inverteix, la sortida lògica baixa (0) serà.

Funcionament de LM324:

• Quan la potència s'aplica al terminal que no inverteix, que és inferior a la tensió d'inversió de l'amplificador operatiu, la sortida esdevé zero, cosa que significa que no hi ha flux de corrent. Perquè això ja ho sabem quan '+> - = 1' . Aquí, el signe ‘+’ indica un terminal que no inverteix i el signe ‘-‘indica el terminal que inverteix.
• Si la tensió no inversora és superior a la tensió inversa, la sortida serà elevada.
• En aquesta sortida de LM324 es connecta internament a una certa resistència i té una certa disposició a l’interior de l’IC, cosa que fa molta diferència respecte d’altres comparadors.
• S'interromp internament, de manera que no cal cap connexió de resistència del subministrament.

LM324 Cricuit

3. LM339

El LM339 és un comparador més utilitzat, dissenyat per a ús en aplicacions de detecció de nivells, detecció de baix nivell i memòria en aplicacions electròniques industrials i d’automoció. Té quatre comparadors integrats, compara dos nivells de voltatge d'entrada i proporciona sortida digital per mostrar el més gran.

Aquests comparadors, a més, tenen una característica única en què el rang de tensió en mode comú d'entrada inclou terra, tot i que s'utilitzen des d'una única tensió d'alimentació.

LM339

• El pin 1, 2, 13 i 14 són els resultats del comparador
• El pin 3 és el voltatge d'alimentació de 5V
• Els pins 4, 6, 8 i 10 són inversions d’entrada de comparador
• Els pins 5, 7, 9 i 11 són entrades no inversores del comparador
• El pin 12 està mòlt (0V)

Característiques:

• Funcionament de senyal o doble subministrament
• Àmplia gamma de subministrament operatiu (VCC = 2V ~ 36V)
  • Valoració màxima: de 2 V a 36 V.
  • S'ha provat a 30 V: dispositius que no són de V
• La tensió d’entrada en mode comú inclou terra
• Baix de corrent de subministrament baix (IF = 0,8 mA)
• Sortides de col·lector obert per cablejat i connexió
• Corrent de polarització d'entrada de 25nA baix
• Tensió de saturació de sortida baixa
• Sortida compatible amb el sistema lògic TTL, DTL i CMOS
• Rang de tensió d'entrada diferencial igual a la tensió d'alimentació

Els divisors potencials de LM339 estan connectats a les entrades inversores i no inversores de l’amplificador operatiu per donar una mica de tensió en aquests terminals. La tensió d'alimentació es dóna a + V i –V està connectat a terra. La sortida d’aquest comparador serà lògicament alta si l’entrada de terminal no inversor és superior a l’entrada de terminal inversor del comparador.

Funcionament de LM339:

• Quan la potència s'aplica al terminal que no inverteix, que és inferior a la tensió d'inversió de l'amplificador operatiu, la sortida esdevé zero, cosa que significa que no hi ha flux de corrent. Perquè això ja ho sabem quan '+> - = 1' . Aquí, el signe ‘+’ indica un terminal que no inverteix i el signe ‘-‘indica el terminal que inverteix.
• Si la tensió no inversora és superior a la tensió inversa, el flux de corrent serà al dispositiu.
• El LM339 actua com un col·lector obert, per això hem connectat la resistència del subministrament; si la retirem, llavors no hi haurà flux de corrent al circuit.

LM324 Cricuit

4. LM258

Els amplificadors operatius LM358 s’utilitzen en amplificadors de transductor, blocs de guany de corrent continu i en tots els circuits convencionals d’amplificadors operatius que ara es poden implementar més fàcilment en sistemes d’alimentació única. Per exemple, l’ampli operatiu LM358 pot funcionar directament des de la tensió d’alimentació estàndard de + 5V que s’utilitza com a part dels sistemes digitals i proporcionarà fàcilment l’electrònica d’interfície necessària sense necessitat de fonts d’alimentació de ± 15V addicionals.

Es presenta en un paquet DIP de 8 pins que es mostra a continuació.

LM358

Descripció del pin:

• Els pins 1 i 7 són sortides del comparador
• Els pins 2 i 6 són inversions d’entrada
• Els pins 3 i 5 són entrades que no inverteixen
• El pin 4 està mòlt (GND)
• El pin 8 és VCC +

Característiques:

• La freqüència interna va compensar el guany d’unitat
• Gran guany de tensió de corrent continu: 100 DB
• Amplada de banda ampla
• Àmplia gamma d'alimentació: alimentació única: de 3V a 32V
• Drenatge de corrent d’alimentació molt baix essencialment independent de la tensió d’alimentació
• Tensió de compensació d’entrada baixa: 2 mV
• El rang de tensió en mode comú d’entrada inclou terra
• Rang de tensió d'entrada diferencial igual a la tensió d'alimentació
• Consum de potència adequat per al funcionament de la bateria

Avantatges:

• Dos amplificadors operatius compensats internament
• Elimina la necessitat de subministraments dobles
• Permet la detecció directa a prop de GND i VOUT també va a GND
• Compatible amb totes les formes de lògica
• Consum de potència adequat per al funcionament de la bateria

Funcionament de LM358:

L’entrada d’inversió del comparador LM358 és a dir, el pin 2 es dóna a la tensió fixa, és a dir, en la proporció 47k: 10k i l’entrada no inversora del comparador es redueix cap avall i es dóna al terminal de detecció. Quan la resistència entre l’alimentació positiva i l’entrada no inversora és elevada, resulta que l’entrada no inversora és inferior a l’entrada inversora, fent que la sortida del comparador sigui lògica baixa al pin1. I quan la resistència cau, es fa disponible un voltatge a l'entrada no inversora superior a l'entrada d'inversió, de manera que la sortida del comparador és lògicament alta.

5. CA 3130 Op Amp

És un excel·lent amplificador operatiu que requereix uns requisits de corrent d’entrada molt baixos. La seva sortida estarà en estat zero en el mode apagat. CA3130 és el CI BiMOS de 15 MHz amb entrades MOSFET i sortida bipolar. Els transistors MOSFET estan presents a les entrades que proporcionen una impedància d’entrada molt alta. El corrent d'entrada pot ser tan baix com 10pA. El CI mostra una velocitat de rendiment molt alta i combina l'avantatge tant dels transistors CMOS com dels transistors bipolars. La presència de transistors PMOS a les entrades provoca una capacitat de tensió d'entrada de mode comú fins a 0,5 volts per sota del carril negatiu. Per tant, és ideal en aplicacions de subministrament únic.

La sortida té un parell de transistors CMOS que fa canviar la tensió de sortida a 10 mV d’un terminal de tensió d’alimentació. IC CA3130 funciona de 5 a 16 volts i es pot compensar de fase amb un únic condensador extern. També disposa de terminals per ajustar el voltatge de desplaçament i la llum estroboscòpica.

Circuit d'errors mòbils mitjançant CA3130

6. CA 3140 Op Amp

És l’ampli operatiu BiMOS de 4,5 MHz amb entrades MOSFET i sortida bipolar. Té transistors PMOS i transistors bipolars d'alta tensió al seu interior. Les entrades tenen MOSFETs protegits per portes (PMOS) que proporcionen una impedància d’entrada molt alta típicament al voltant d’1,5T Ohms. El requisit de corrent d’entrada és molt baix al voltant dels 10pA. Presenta una resposta molt ràpida i una alta velocitat de rendiment. La sortida té protecció contra danys provocats per un curtcircuit del terminal de càrrega. L'etapa d'entrada té PMOS FET, que ajuda en la capacitat de voltatge d'entrada en mode comú fins a 0,5 volts. El CI es compensa internament per fase per a un funcionament estable. També té terminals per a la freqüència de desplaçament i compensació de freqüència addicionals.

Circuit d'alarma anti-arrencada de bosses mitjançant CA3140

7. TL071 Op Amp

És un amplificador operatiu de baix nivell de soroll amb entrades JFET. Funciona en mode ampli comú i consumeix molt poc corrent. Requereix biaixos d’entrada i corrents de desplaçament molt baixos. La seva sortida està protegida contra curtcircuits i té una velocitat de rotació molt elevada de 13 V / us i presenta un funcionament sense pestells. TL0 71 és ideal per a circuits de preamplificador d’àudio i alta fidelitat. TL071 i TL0 72 contenen només un amplificador operatiu a l'interior, mentre que TL074 és un Quad OpAmp amb 4 amplificadors operatius a l'interior.

Circuit de protecció de portàtils mitjançant ICTL0 71

8. TL082 Op Amp

És un OpAmp dual amb entrades i sortides separades. Té entrades JFET i sortides bipolars. El CI mostra una taxa de rotació molt elevada i un biaix d’entrada baix. També té baix corrent d’offset i baixa tensió d’offset. Les seves entrades es poden esbiaixar amb corrents d'entrada molt baixos. La sortida de l’IC està protegida contra curtcircuits. El TL082 presenta un funcionament lliure de tancament i té la compensació de freqüència interna.

9. LM 311 Op Amp

És un OPAMP únic capaç de conduir circuits DTL, RTL, TTL o MOS. La seva sortida pot canviar fins a 50 volts i 50 mA de corrent. Funciona en una àmplia gamma de tensions d'alimentació de 5 a 30 volts i només requereix una alimentació única. Pot accionar directament relés, solenoides, etc. si el requisit actual és inferior a 50 mA. La connexió de pin del LM311 és diferent a la d'altres OpAmps. Aquí el pin3 està invertint l'entrada i el pin2 l'entrada no inversora. La sortida també és diferent. Té dues sortides. El Pin7 és la sortida positiva que enfonsa el corrent mentre que el Pin 1 és la sortida negativa.

El pin 7 està connectat al col·lector del transistor de sortida NPN. Pin1 forma l'emissor del transistor de sortida. Normalment, el transistor de sortida es troba en estat apagat i el seu col·lector es traurà a Vcc. Si la seva base aconsegueix més de 0,7 volts, es satura i s’encén. Això s’enfonsa corrent i la càrrega s’encén. Així, a diferència d’altres OpAmps, el LM311 enfonsa el corrent i la sortida es redueix quan s’activa.

Circuit de temporitzador de rellotge mitjançant IC LM 311. El relé s’activa quan arriba l’hora establerta al rellotge

10. IC 747

El 747 és un amplificador operatiu dual de propòsit general que conté dos 741 amplificadors operatius. Els dos amplificadors operatius tenen una xarxa de polarització comuna i cables de subministrament elèctric. En cas contrari, el seu funcionament és completament independent. Les característiques de l’ampli operatiu no són fixades quan es supera el rang de mode comú d’entrada, lliure d’oscil·lacions. Es tracta d'un paquet dual en línia (DIP) de 14 pins, que es mostra a la figura següent:

Descripció del pin de l'amplificador operatiu 747:

Pin1 - Terminal d’entrada d’inversió d’op-amp1

Pin2 - Terminal d'entrada no inversor de op-amp1

Pin3 - Off-nul terminal op-amp1

Pin4 - Tensió d'alimentació negativa (-V)

Pin5 - Terminal nul de desplaçament d’op-amp2

Pin6 - Terminal d’entrada no inversor d’op-amp2

Pin7 - Terminal d’entrada d’inversió d’op-amp2

Pin8 - Terminal nul de desplaçament d’op-amp2

Pin9 - Tensió d'alimentació positiva (+ V) de l'op-amp2

Pin10 - Sortida d’op-amp2

Pin11 - Sense connexió (NC)

Pin 13 - Tensió d'alimentació positiva de l'op-amp1

Pin14 - Terminal nul de desplaçament d’op-amp1

Característiques de l'amplificador operatiu 747:

• Tensió d'alimentació dual de ± 1,5V a ± 15V
• No cal compensació de freqüència
• Protecció contra curtcircuits
• Amples rangs de tensió diferencial i de mode comú
• Baix consum d'energia
• Guany de la unitat estable
• Sense tancament
• Offset equilibrat nul
• El corrent de subministrament és inferior a 300 μA per amplificador a 5 V.

Com provar un CI d'ampli operatiu?

Els amplificadors operacionals s’utilitzen àmpliament en circuits electrònics com a amplificadors, comparadors, seguidors de tensió, amplificadors de suma, etc. La majoria dels amplificadors operatius d’ús com 741, TL071, CA3130, CA3140, etc., tenen les mateixes configuracions de pins. Per tant, aquest provador és útil per comprovar el funcionament de l'Op Amp durant la resolució de problemes o el manteniment. És una eina fàcil de fabricar que és essencial en el banc de treball d'un aficionat o tècnic.

El provador es connecta al voltant d’una base IC de 8 pins a la qual es pot inserir l’IC que s’ha de provar. El pin 2 (entrada d’inversió d’IC) està connectat a un divisor de potencial R2, R3 que dóna mitja tensió d’alimentació al pin 2. El pin 3 (entrada d’inversió cap) de la base d’IC està connectat al VCC mitjançant R1 i un commutador Push to on. El pin de sortida 6 s’utilitza per connectar l’indicador visual LED mitjançant la resistència limitadora de corrent R4.

El disseny és un comparador de tensió. Inseriu l'IC al sòcol amb l'orientació correcta. La osca del costat esquerre del CI ha de coincidir amb la osca de la base del CI. En aquest mode de comparació, la sortida de l'IC1 augmenta quan el pin 3 aconsegueix una tensió superior al pin 2. Aquí el pin 2 obté 4,5 volts (si la bateria és de 9 V) i el pin 3, 0 volts.

De manera que la sortida continua sent baixa i el LED quedarà fosc. Quan es prem S1, el pin 3 obté una tensió més alta que el pin 2 i la sortida de l’IC augmenta per encendre el LED. Això indica que els circuits a l’interior de l’IC funcionen.

Topologies de proves:

Hi ha tres topologies de proves en amplificador operatiu

• El bucle de prova dels dos amplificadors operatius
• Bucle d’autotest
• Tres en bucle amplificador

Ara teniu una idea sobre la configuració del pin i els IC d’opam si teniu cap pregunta sobre aquest tema o sobre el dispositiu elèctric i projectes electrònics deixeu els comentaris a continuació.

Vídeo que mostra la comparació dels primers 4 circuits integrats