Què és un amplificador opcional IC 741: diagrama de pins i el seu funcionament

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





La forma curta de l'amplificador operacional és op-amp, que és un tipus de CI d'estat sòlid. El primer amplificador operacional va ser dissenyat per Fairchild Semiconductors l'any 1963. És el bloc bàsic de l'analògic circuits electrònics que realitzen diferents tipus de tasques de processament de senyal analògic. Aquests circuits integrats utilitzen retroalimentació exterior per regular les seves funcions i aquests components s’utilitzen com a dispositiu polivalent en diversos instruments electrònics. Consta de dues entrades i dues sortides, és a dir, terminals inversors i no inversors. Aquest IC 741 Op Amp s’utilitza amb més freqüència en diversos circuits elèctrics i electrònics. La intenció principal d’aquest amplificador operatiu 741 és enfortir els senyals de CA i CC i per a operacions matemàtiques. Tinguem clar aquest 741 Op Amp coneixent les seves propietats, el diagrama de pins, les especificacions i els conceptes relacionats.

Què és IC 741 Op Amp?

El terme amplificador operacional és la forma completa d'un amplificador operacional i és un tipus de CI ( circuits integrats ). Un amplificador operatiu és un amplificador de voltatge d’alt guany acoblat a CC amb un diferencial i / p i un sol o / p. En aquesta estructura, un amplificador operacional genera un potencial o / p que sol ser moltes vegades més gran que la diferència de potencial entre els seus terminals i / p.




Els amplificadors opcionals tenien les seves arrels en ordinadors analògics, on es feien servir per realitzar operacions matemàtiques en diversos circuits lineals, no lineals i dependents de la freqüència. La popularitat d’aquest CI com a element bàsic bloc constructiu en circuits analògics es deu a la seva flexibilitat. A causa de les seves característiques, aquestes característiques estan determinades per un component exterior i també tenen una lleugera dependència dels coeficients de temperatura, en cas contrari, es fabriquen diferències en el propi CI.

Actualment, els amplificadors operatius són els circuits integrats més utilitzats. El aplicacions d’aquestes CI inclouen una immensa gamma de dispositius industrials, científics i de consum. El cost dels diversos amplificadors operatius típics és baix en un volum de producció raonable, però alguns amplificadors operatius híbrids i integrats amb diferents condicions de rendiment poden costar més de 100 dòlars. Els amplificadors operatius es poden empaquetar com a aparells o utilitzar-se com a fonaments de circuits integrats més compostos.



L’amplificador operatiu és un tipus d'amplificador diferencial . Diversos tipus d'amplificadors diferencials inclouen l'amplificador d'instrumentació, l'amplificador d'aïllament, l'amplificador de retroalimentació negativa i l'amplificador completament diferencial. L'IC 741 sembla un 'xip petit'. Però, té un propòsit general. Cal conèixer informació bàsica sobre això.

El Amplificador operatiu IC 741 sembla un xip petit. A continuació es presenta la representació de l'ampli operatiu 741 IC, que comprèn vuit pins. Els pins més significatius són 2,3 i 6, on els pins 2 i 3 indiquen terminals invertibles i no inversors, i el pin 6 indica tensió de sortida. La forma triangular de l'IC significa un circuit integrat d'amplificador operatiu.


La versió actual del xip es denota amb el famós op amplificador IC 741. La funció principal d’aquest IC 741 és fer operacions matemàtiques en diversos circuits. L'ampli operatiu IC 741 es fabrica a partir de diverses etapes del transistor que solen tenir tres etapes com la diferencial i / p, una push-pull o / p i una etapa de guany intermedi.

Aquest amplificador operacional pot oferir un alt rang de guany de tensió i això pot fer que funcioni a diversos nivells de tensió i aquesta funcionalitat permet que el dispositiu s’implementi en diversos integradors, sumant tipus d’amplificadors i altres. Fins i tot manté les característiques de protecció del dispositiu en el moment del curtcircuit i té xarxes internes de circuits de compensació de freqüència. Aquest CI es pot fabricar en tres formes i es troba en paquet SOIC de 8 pins, paquet Dual-in-Line de 8 pins i en format TO5-8.

741 DIP i To5

741 DIP i To5

L'amplificador operacional IC 741 s'utilitza en dos mètodes com ara un inversor (-) i un no inversor (+).

Els amplificadors diferencials comprèn un conjunt de FET o BJT. La representació bàsica d’aquest amplificador operacional és la següent:

Diagrama de pins

El configuració de pin de l’amplificador operacional IC 741 es mostra a continuació. El diagrama de pin amp 741 i la funcionalitat de cada pin s'explica clarament a la secció següent.

IC 741 Diagrama de pins

IC 741 Diagrama de pins

Pins d'alimentació: pin 4 i 7

El pin 4 i el pin 7 són els borns d'alimentació de tensió negativa i positiva. La potència necessària perquè funcioni el CI es rep ambdós pins. El nivell de tensió entre aquests pins pot oscil·lar entre 5 i 18V.

Pin de sortida: Pin 6

La sortida que es lliura des de l’ampli operatiu IC 741 es rep des d’aquest pin. La tensió de sortida que es rep en aquest pin es basa en l'enfocament de retroalimentació que s'utilitza i el nivell de tensió en els pins d'entrada.

Quan el valor de la tensió al pin 6 és alt, això correspon a que la tensió de sortida és similar a la tensió d'alimentació + ve. De la mateixa manera, quan el valor de la tensió al pin 6 és baix, això correspon a que la tensió de sortida és similar a la tensió d'alimentació -ve.

Pins d'entrada: pin 2 i pin 3

Aquests són els pins d'entrada per a l'amplificador operacional. El pin 3 es considera l’entrada d’inversió mentre que el pin 3 es considera el pin d’entrada que no inverteix. Quan el valor de tensió al pin 2 >> pin 3, que significa que l’entrada inversora té un valor alt de tensió, el senyal de sortida és baix.

De la mateixa manera, quan el valor de tensió al pin 3 >> pin 2 és a dir, que l'entrada que no inverteix té un valor alt de tensió, el senyal de sortida és elevat.

Pines nuls compensats: pin 1 i pin 5

Com es va comentar abans, aquest amplificador operatiu té un augment del nivell de guany de tensió. A causa d’això, fins i tot variacions mínimes de les tensions tant en entrades no inversores com invertents es produeixen a causa de les anomalies del procediment de construcció o d’altres anomalies que mostraran un impacte en la sortida.

Per superar-ho, es fa un valor de compensació de la tensió que s'ha d'aplicar als pins 1 i 5, i això generalment s'aconsegueix mitjançant un potenciòmetre.

Pin no connectat: pin 8

És només un passador que s’utilitza per omplir el passador buit de l’ampli opcional IC 741. No té cap connexió amb cap dels circuits interns o externs.

Funcionament de l'ampli opcional IC 741

Aquesta secció explica clarament el concepte de esquema intern i funcionament de l'IC 741. Un IC 741 típic es construeix amb un circuit que inclou 11 resistències i 20 transistors. Tots aquests transistors i resistències s’assimilen i es connecten com un sol xip monolític. Amb la imatge retratada a continuació, es poden entendre fàcilment les connexions internes del component.

741 Circuit intern IC

741 Circuit intern IC

Aquí, per als transistors, Q1 i Q2, les entrades inversores i no inversores es connecten corresponentment. Tant els transistors Q1 com Q2 funcionen com a emissors NPN on aquestes sortides estan connectades a un parell de transistors Q3 i Q4. Aquests Q3 i Q4 funcionen com a amplificadors de base comuna. Aquest tipus de configuració aïlla les entrades que tenen connexió amb Q3 i Q4 i, per tant, elimina la possibilitat de retroalimentació del senyal.

Les fluctuacions de tensió que es produeixen a les entrades de l'amplificador operacional poden mostrar un impacte sobre el flux de corrent del circuit intern i també afecten el rang funcional efectiu de qualsevol transistor que estigui al circuit. Per tant, per evitar que això es produeixi, hi ha hagut la implementació de dos rèpliques actuals. Els parells de transistors (Q8, Q9) i (Q12, Q13) es connecten de manera que formen circuits mirall.

Com que els transistors Q8 i Q12 són els transistors reguladors, estableixen el nivell de tensió a la unió EB per al seu parell corresponent del transistor. Aquest nivell de voltatge es pot regular amb precisió fins a alguns decimals de milivolts i aquesta precisió només permet el flux de corrent necessari al circuit.

Un circuit mirall desenvolupat per Q8 i Q9 s’alimenta al circuit d’entrada mentre que l’altre circuit mirall desenvolupat per Q12 i Q13 s’alimenta al circuit de sortida. A més, l’altre circuit de mirall que és el tercer format per Q10 i Q11 funciona com una connexió d’impedància augmentada entre el subministrament -ve i l’entrada. Aquesta connexió ofereix un nivell de tensió de referència que no mostra cap efecte de càrrega al circuit d'entrada.

El transistor Q6 juntament amb les resistències de 4,5 K i 7,5 K es desenvoluparan en un circuit de canvi de nivell de tensió que disminueix el nivell de voltatge del circuit amplificador a la secció d’entrada per Vin abans que passi al següent circuit. Això s’aconsegueix per eliminar qualsevol tipus de variació de senyal a la secció de l’amplificador de sortida. Mentre que els transistors Q22, Q15 i Q19 estan dissenyats per funcionar com a amplificadors de classe A i els transistors Q14, Q20 i Q17 es desenvolupen com a fase de sortida del 741 Op Amp.

Per tal d’eliminar qualsevol tipus d’anomalia a la fase d’entrada del circuit diferencial, s’utilitzen transistors Q5, Q6 i Q7 per formar una configuració que tingui Offset null + ve i -ve i nivells d’inversió i no inversió d’entrada.

Integrador i diferenciador Op-Amp

Les seccions següents expliquen el procediment experimental de integrador i diferenciador que utilitza la teoria de l’ampli operatiu IC 741.

Per conèixer l’amplificador operatiu que treballa com a diferenciador i integrador, necessitem una placa de control, resistències de valor (10KΩ, 100KΩ, 1,5KΩ i 150Ω), RPS, un amplificador operatiu IC 741, cables per connectar, condensadors de valor (0,01µF, 0,1µF) i un oscil·loscopi (CRO).

Integrador 741

Integrador 741

A continuació es mostra el circuit integrador que utilitza amplificador operatiu. Per formar un circuit integrador i conèixer la sortida, la connexió del circuit s'ha de fer tal com s'explica als passos següents:

  • A la secció d’entrada, apliqueu una ona sinusoïdal simètrica que tingui una freqüència d’1 kHz i una amplitud de 2 V que sigui de tensió de pic a pic.
  • Connecteu les seccions d’entrada i sortida del circuit al canal CRO 1 i al canal 2. Aquesta connexió permet observar les formes d’ona generades.
  • Representa les formes d'ona observades en un gràfic juntament amb els valors similars observats a CRO.
  • Després observeu els valors pràctics i teòrics. Aquest tipus de connexió permet utilitzar l’ampli operatiu IC 741 com a circuit integrador.

A continuació es mostra el circuit diferenciador que utilitza amplificador operatiu. Per formar un circuit diferenciador i conèixer la sortida, la connexió del circuit s'ha de fer tal com s'explica als passos següents:

741 IC Diferenciador

741 IC Diferenciador

  • A la secció d’entrada, apliqueu una ona triangular simètrica que tingui una freqüència d’1 KHz i una amplitud de 2V que sigui de tensió de pic a pic.
  • Connecteu les seccions d’entrada i sortida del circuit al canal CRO 1 i al canal 2. Aquesta connexió permet observar les formes d’ona generades.
  • Representa les formes d'ona observades en un gràfic juntament amb els valors similars observats a CRO.
  • Després observeu els valors pràctics i teòrics. Aquest tipus de connexió permet utilitzar l’ampli operatiu IC 741 com a circuit integrador.
Ones de sortida integrador i diferenciador

Ones de sortida integrador i diferenciador

Obriu la configuració del bucle

L'enfocament més senzill per implementar IC 741 Op Amp és fer-lo funcionar en la configuració de bucle obert. El configuració de bucle obert de l'IC 741 es troba en modes d’inversió i no d’inversió.

Un amplificador operatiu inversor

En un amplificador operatiu IC 741, pin2 i pin6 són els pins d'entrada i sortida. Quan es dóna la tensió al pin-2, podem obtenir la sortida del pin-6. Si la polaritat del pin i / p-2 és + Ve, la polaritat que prové del pin o / p6 és-Ve. Per tant, l’o / p sempre és oposat a l’i / p.

El diagrama del circuit d’amplificador operatiu inversor es mostra a la part superior i el guany del circuit d’amplificador operatiu inversor es calcula generalment utilitzant aquesta fórmula A = Rf / R1

Per exemple, si Rf és de 100 quilos d’ohm i R1 és de 10 quilos d’ohm, el guany seria de -100 / 10 = 10 Si la tensió i / p és 2,5 v, la tensió o / p seria 2,5 × 10 = 25

Amplificador operatiu sense inversió

En un amplificador operatiu IC 741, el pin3 i el pin6 són pins d'entrada i sortida. Quan es dóna la tensió al pin3, podem obtenir la sortida del pin-6. Si la polaritat és + Ve al pin d'entrada-3, llavors la polaritat que prové del pin o-p-6 també és + Ve. Per tant, l’o / p no és el contrari.

El diagrama de circuits no inversors es mostra a la part superior i el guany d’aquest circuit no inversor es calcula generalment utilitzant aquesta fórmula A = 1 + (Rf / R1)

Per exemple, si Rf és de 100 quilos d’ohm i R1 és de 25 quilos d’ohm, el guany seria 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5 Si la tensió i / p és 1, la tensió o / p seria ser 1X5 = 5v

Diagrama del circuit IC 741 Op-Amp

Les aplicacions inclouen principalment un sumador, un comparador, un restador, un seguidor de tensió, un integrador i un diferenciador. El esquema de circuit de l'ampli operatiu IC 741 es mostra a continuació. Al següent circuit, IC L’amplificador operacional 741 s’utilitza com a comparador . Fins i tot si l’utilitzem com a comparador, l’IC encara observa els senyals febles per tal que es puguin identificar de manera més senzilla.

IC 741 Configuració de pins

IC 741 Configuració de pins

Especificacions de l'ampli operatiu IC 741

Les especificacions següents expliquen clarament la funcionalitat operativa i el comportament de l'IC 741:

  • Font d'alimentació: per a la funcionalitat d'aquest amplificador operacional, requereix un voltatge mínim de 5V i pot suportar fins a 18V.
  • Impedància d'entrada: té un rang d'aproximadament 2 megaohms
  • Impedància de sortida: té un rang d’uns 75 ohms
  • Velocitat de gir: aquest és també l’atribut crucial a l’hora de triar l’amplificador operacional per a un rang elevat de freqüències. Es defineix com el canvi màxim de la tensió de sortida / unitat de temps. SR es mesura en volts / µsec i es representa com: SR = dVo / dt Amb el càlcul de la velocitat de gir, es pot conèixer simplement el canvi de sortida on l'amplificador operacional varia d'acord amb les variacions del nivell de freqüència d'entrada. El SR varia amb la variació del guany de tensió i generalment es denomina guany de la unitat. El valor de la velocitat de gir per a l’amplificador operatiu sempre és constant. Així, quan les necessitats de pendent dels valors de sortida són més que la velocitat de gir, es produeix una distorsió. Per a un amplificador operatiu IC 741, la velocitat de gir és de 0,5 V / microsec, que és mínima. Per aquest motiu, aquest CI no s'utilitza per augmentar els rangs de freqüència, com en comparadors, filtres i oscil·ladors.
  • Guany de tensió: el guany de tensió és de 2.00.000 per a un rang mínim de freqüències
  • Rang de desplaçament d'entrada: aquest amplificador d'opció IC 741 té un rang de desplaçament d'entrada d'entre 2 i 6 mV
  • Càrrega de sortida: l'abast recomanat és> 2 quilos d'ohms
  • Resposta transitòria: aquest és l’aspecte crucial que s’utilitza per triar un amplificador operacional en múltiples aplicacions. Juntament amb la retroalimentació en estat estacionari, l'amplificador operacional inclou tota la resposta del circuit pràctic. La secció de retroalimentació en què s’aconsegueix un valor constant abans de rebre el valor de sortida s’anomena resposta transitòria. Una vegada que assoleix aquest valor, el valor constant es manté en aquest punt i, per tant, perquè s’anomena nivell constant. Aquesta fase constant no es basa en el temps. Els atributs d’aquesta resposta transitòria consisteixen en el percentatge de superació i el temps de pujada. Té una relació inversa amb l’amplada de banda de guany d’unitat de l’amplificador operacional.

Perquè l'amplificador operacional funcioni com a amplificador de tensió, es recomana augmentar la impedància d'entrada i els valors de baixa impedància de sortida.

741 Característiques d'amplificador operatiu

Les característiques de l’amplificador operatiu IC 741 inclouen les següents

  • La impedància d'entrada de l'ampli operatiu IC 741 és superior a 100 quilograms.
  • L'o / p de l'amplificador operatiu 741 IC és inferior a 100 ohms.
  • El rang de freqüència dels senyals de l'amplificador per a l'ampli operatiu IC 741 és de 0Hz a 1MHz.
  • El corrent de desplaçament i la tensió de desplaçament de l’ampli operatiu IC 741 són baixos
  • El guany de tensió de l’IC 741 és d’uns 2.00.000.

741 Aplicacions Op-Amp

Hi ha molts circuits electrònics que es construeixen amb amplificador operatiu IC 741, és a dir, seguidor de tensió, convertidor analògic a digital , mostra i manté el circuit, la tensió a corrent i la conversió de corrent a voltatge, amplificador sumatori , etc. Les aplicacions de l'amplificador operatiu IC 741 inclouen el següent.

  • Oscil·lador de freqüència d'àudio variable amb IC 741 Op Amp
  • IC 741 Op Amp basat en Ripple RPS ajustable
  • Barreja d'àudio per a quatre canals amb IC 741 Op Amp
  • Interruptor automàtic amb llum basat en IC 741 Op Amp i LDR
  • Mesurador de polaritat de voltatge continu amb IC 741 Op-Amp
  • termòmetre d'e-room amb IC 741 Op Amp
  • Escolta d’error amb IC-741 Op-Amp
  • Amplificador de micròfon amb amplificador operatiu IC 741
  • IC 741 Op-Amper Tester
  • Aquesta és la protecció basada en protecció contra curtcircuits RPS
  • Interruptor tàctil tèrmic mitjançant IC 741 Op Amp
  • Conversió de V a F mitjançant IC 741 Op Amp
  • Generació de so eòlic basada en IC 741 Op Amp

Infografia de 741 Op Amp

Quant a IC 741: l

Tot això es refereix al tutorial IC 741 Op Amp, que inclou els fonaments bàsics de l’amplificador operacional, el diagrama de pins, el diagrama de circuits, les especificacions, les característiques i les seves aplicacions. A més, si teniu cap pregunta sobre aquest concepte o sobre 741 projectes d'amplificadors operatius, envieu els vostres comentaris fent comentaris a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta. Que es el i característiques: guanyar freqüència v / s?