Op versterker 741:de basisrichtlijn

De nieuwe en verbeterde Integrated Circuit Op Amplifier 741 maakt snel zijn weg op technologisch gebied. Afgezien van het bieden van circuitflexibiliteit in analoge circuits, heeft het een lange weg afgelegd in zijn toepassing in analoge computers. Met meerdere pinnen op hun plaats, d.w.z. 8 in totaal, voert IC Op-Amp 741 zijn functie effectief uit, terwijl hij afhankelijk is van de externe feedback voor regeling. Bovendien maakt de toepassing ervan in elektronische schakelingen en apparaten het geschikt en veilig.
Lees verder om meer te weten te komen over het belang van deze versterker voor zijn werkingsmechanisme, specificaties en toepassingen.

1. Wat is de Op Amplifier 741?

Over het algemeen is een operationele versterker, ook bekend als een Op-Amp, een solid-state geïntegreerde schakeling met hoogspanningsversterking (ongeveer 100 dB). Het ontwerp is vooral aan te bevelen voor het uitvoeren van analoge berekeningen. Dat wil zeggen, het is zijn rol om wiskundige bewerkingen uit te voeren, zoals onder andere integratie, aftrekking, differentiatie en optellen.

Verder, in combinatie met externe componenten, bijvoorbeeld condensatoren en weerstanden, om een ​​verplicht feedbackmechanisme te produceren, kun je het als een versterker gebruiken. Je zou het ook kunnen transformeren in een comparator of filter.

Ongetwijfeld is er een verscheidenheid aan Op-Amp IC's die de vitale componenten van analoge circuits vormen. We zullen echter specifiek stilstaan ​​​​bij de veelgebruikte Op-amp, de IC 741 Op Amp.

Definitie op IC 741 Opamp

Een IC 741 op-amp omvat het algemene Op-Amp-circuit, maar met een uitstekende eigenschap van een monolithische chip in het geïntegreerde circuit.

Fairchild halfgeleiders had de eerste productie van een op-amp 741 in 1963. Sindsdien is 741 een indicator van deze operationele versterker geweest, waarbij het één uitgangspen, vier ingangspinnen en zeven functionele pinnen heeft.

Kenmerken van een 741 Op-Amp

De geïntegreerde schakeling Op-Amp heeft de volgende kenmerken;

• Eerst een spanningsversterking van ongeveer 200000.
• Dan is een frequentiebereik van de versterkersignalering van 0 Hz tot 1 MHz.
• Ook is de o/p lager dan 100 ohm.
• Ingangsimpedantie boven 100 kilo-ohm.
• Eindelijk lage offsetspanning en ingangsoffsetstroom.

2. Specificaties van IC 741 Op-Amp

Enkele van de basisspecificaties zijn:

• Voeding :Het kan een spanning aan van 5V, terwijl het maximum kan oplopen tot 18V
• Uitgangsimpedantie :Ongeveer 75Ω.
• Ingangsimpedantie :Ongeveer 300 KΩ tot 2MΩ (megaohm)
• Spanningsversterking :Kan 20000 tot 200000 zijn in het geval van lage frequenties (20 of 200V/Mv)
• De maximale uitgangsstroom :Over mA.
• Het invoer-offsetbereik :Heeft een bereik van 2mV tot 6mV.
• Slewsnelheid :Constant op 0,5 V/µS (microseconde) - een ideale Op-Amp-snelheid waarmee het gemakkelijk veranderingen in de spanning kan detecteren.
• De uitvoerbelasting :Vaak meer dan 2KΩ (Kilo Ohm).
• Bandbreedte :Bij 500 KHz tot 1,5 MHz.
• Bedrijfstemperatuur :Van 0° tot 70°C.
• Voorbijgaande reactie: Het is inclusief de stijgtijd en het overschrijdingspercentage. Dan is het omgekeerd gerelateerd aan de eenheidsversterkingsbandbreedte van de Op-Amp.

Kortom, dergelijke specificaties, met name de hoge versterkingswaarde, kleine output en hoge ingangsimpedanties, garanderen bijna dat de IC 741 de meest geschikte spanningsversterker is. Daarom wordt het eenvoudiger om een ​​gelijkstroom- of wisselstroomsignaal naar de ingang in te voeren om de kans op een hoger niveau aan de uitgang te vergroten.

(ideale opamp).

De specificaties kunnen echter soms verschillen van fabrikant tot fabrikant. Raadpleeg daarom de datasheet voor nauwkeurigheid voordat u aan de versterker gaat werken.

3. Werking van IC 741 0p-Amp

Hieronder is een schakelschema van een standaard 741 Op-Amp met 20 transistors en 11 weerstanden, met opname in een monolithische chip.

Werkingsprincipe

• Eerst en vooral hebben de niet-inverterende en inverterende ingangen een verbinding met respectievelijk de NPN-transistoren Q2 en Q1. Deze twee transistoren assimileren NPN-emittervolgers en voeren hun uitgangen naar PNP-transistoren, Q3 en Q4. Het PNP-paar fungeert als de common-base versterker en isoleert de spanningsingang en voorkomt tegelijkertijd het optreden van signaalterugkoppeling.

https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_amplifier#/media/File:Differential_amplifier_long-tailed_pair.svg

(een differentiële versterker gemaakt met NPN-transistoren)

Dan is er de opstelling van transistorparen Q13, Q14 en Q9, Q8, die twee stroomspiegelcircuits vormen. Het doel van de tweestroomspiegel is vooral om een ​​verandering in de stroom in het interne circuit te voorkomen tijdens spanningsschommelingen van een Op-Amp-ingang. Bovendien verkleint het de kans op een override door het actieve werkbereik van de transistors te behouden.

Ten derde stellen de besturende transistoren, Q12 en Q8, de emitter-basisspanning van de andere transistor in het bijpassende paar in.

Om alleen de benodigde hoeveelheid stroom toe te laten, houdt u de spanning op de niveaufracties van millivolt. Later wordt het ingangscircuit gekoppeld aan de eerste stroomspiegels Q9 en Q8 en voegt het zich vervolgens bij het uitgangscircuit met de tweede stroomspiegel, Q13 en Q12.

Verder vormen de transistoren Q11 en Q10 de derde stroomspiegel.

De twee, die een verbinding met hoge impedantie hebben, verbinden de negatieve van de voeding en het ingangscircuit. Het geeft een referentiespanning zonder het ingangscircuit te belasten. Het introduceert ook een kleine basisingangsvoorspanningsstroom, een vereiste van PNP-transistoren aan de ingang van het common-base-versterkercircuit.

Weerstanden 4,5 KΩ en 7,5 KΩ en de transistor Q15 voorkomen vervorming van signalen aan de eindversterkertrap door een spanningsniveauverschuiverschakeling te vormen. Het schakelcircuit werkt door de spanning van het ingangsversterkercircuit met 1V te verlagen voordat u doorgaat naar het volgende circuit.

Nogmaals, je kunt de transistors van Q20, Q17 en Q14 gebruiken om de 741 Op-Amp-uitgangstrap te vormen. Dan zullen de transistors Q22, Q19 en Q15 werken als klasse A-versterkers.

Ten slotte brengen de transistoren Q7, Q6 en Q5 eventuele mazen in het ingangsdifferentiaalcircuit in evenwicht. Vaak stelt hun opstelling hen in staat om twee ingangen op te nemen (een offset nul-positief en een offset nul-negatief) en vervolgens de niet-inverterende en inverterende ingangen in evenwicht te brengen.

Opmerking; Het 741 Op-Amp-ontwerp heeft geen constante versterking. De variatie is afhankelijk van de frequentie van het ingangssignaal. Dat wil zeggen, naarmate de frequentie van het ingangssignaal toeneemt, neemt de versterking en de frequenties af met ongeveer 100000 Hz.

4. 741 Op-amp pinout

Op-versterker 741– Pin2 en Pin3 (ingang)

Dit zijn de ingangspinnen, met pin3 als niet-inverterende ingang en pin2 als inverterende ingang voor de geïntegreerde schakeling. De twee pinnen werken gelijktijdig in die zin dat een grotere spanning in pin2 dan die van pin3 (hogere spanning op de inverterende ingang) het uitgangssignaal verlaagt. Aan de andere kant zorgt een hogere pin3-spanning dan een pin2 (hogere spanning op de niet-inverterende ingang) ervoor dat het uitgangssignaal hoger wordt.

Op-versterker 741– Pin4 en Pin7 (voeding)

De 741 IC haalt stroom uit deze twee pinnen, pin4 en pin7, om zijn werking uit te voeren. Pin4 fungeert als de voedingsspanning van de -ve-aansluiting, terwijl pin7 de voedingsspanning van de +ve-aansluiting is. Daarnaast werkt de spanning op pin 4 en pin7 tussen 5V en 18V.

Op-versterker 741– Pin6 (uitgang)

Pin 6 is de uitgangspin van de IC 741. De spanning is voornamelijk afhankelijk van het gebruikte feedbackmechanisme en een ingangssignaal op ingangspinnen. Een hoog uitgangssignaal is te allen tijde een indicatie dat de uitgangsspanning vergelijkbaar is met de positieve voedingsspanning. Evenzo zou een lage output een uitgangsspanning aangeven die gelijk is aan een negatieve voeding.

Op-versterker 741– Pin1 en Pin5 (Offset Null)

Zoals het in de specificaties staat, biedt een 741 op-amp een hoge versterkingsclassificatie. Zo kunnen er onregelmatigheden optreden tijdens het fabricageproces of externe storingen optreden als gevolg van spanningsverschillen in de inverterende en niet-inverterende ingangen. Bijgevolg kan het de output verstoren.

En dus is het doel van pin1 en pin5 om het effect teniet te doen door een ingangsoffsetspanning toe te passen. Om de toepassing te bereiken, gebruikt u een potentiometer.

Pin8 (N/C)

Een pin 8 heeft nul verbindingen met elk circuit in de interne verbinding van een 741 IC op-amp. Zijn rol is voornamelijk om een ​​dummy-lead te zijn die lege ruimtes opvult in een standaard 8-pins pakket.

5. Typen op-amps in gebruik

De beste manier waarop u de IC 741 Op Amp kunt gebruiken, is door deze in de open-lusconfiguratie te implementeren. De configuratie is zowel in niet-inverterende als in inverterende ingangen.

Inverterende versterker

Zoals we hadden gezien, zijn pin6 en pin2 respectievelijk de uitvoer- en invoerpinnen. Een spanning die door pin2 gaat, geeft output op pin6. Een +ve polariteit van de i/p pin2 leidt tot een -ve polariteit op o/p pin6. Daarom zal de i/p altijd tegenovergesteld zijn aan de o/p.

https://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier_applications#/media/File:Op-Amp_Inverting_Amplifier.svg (configuratie van inverterende versterker).

Gebruik de formule om het inverterende op-amp-circuit te berekenen;

A =-Rf/R1

Het negatieve teken is een indicatie dat de polariteit van de uitgangsgolfvorm omgekeerd is.

Niet-inverterende versterker

Bij deze versterker is pin6 nog steeds de uitgangspin terwijl de ingangspin verandert in pin3. Een spanning die aan pin3 wordt gegeven, resulteert in een uitvoer van pin6. Een positieve polariteit aan de pin3-ingang leidt tot een andere positieve polariteit op de o/p pin6. Op deze manier zit de o/p niet aan de andere kant.

Gebruik de formule om het niet-inverterende op-amp-circuit te berekenen;

A =1+ (Rf/R1)

Differentiële versterker

Zoals de naam al doet vermoeden, versterkt een differentiële versterker het spanningsverschil dat aanwezig is in niet-inverterende en inverterende ingangen.

Gebruik voor de berekening de formule;

Vout =R3R1 (V2-V1)

https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_amplifier#/media/File:Op-amp_symbol.svg

(illustratie van de formule)

6. Toepassing van de Op Amplifier 741

Een paar van de brede reeks toepassingen van IC 741 Op-Amp omvatten;

In generatoren

Een op-amp 741 is hier toepasbaar als een oscillator in standaardgeneratoren om gevarieerde uitgangsgolfvormen te genereren, bijvoorbeeld de driehoekige, sinusvormige, vierkante golfvormen, om er maar een paar te noemen. Daarnaast vindt u de toepassing ervan in Pulse Width Modulators/PMW-generatoren.

DAC's of ADC's maken

U kunt een 741 op-amp gebruiken om analoge naar digitale circuits te produceren of omgekeerd. In het geval van digitaal naar analoog converters, zal het digitale binaire input in de microcontrollers of computers gebruiken om een ​​soortgelijk analoog signaal te creëren.

(microcontroller-chips)

Op versterker 741–In gelijkrichters 

Gewone diodes hebben meestal spanningsdalingen waardoor ze niet geschikt zijn voor zeer nauwkeurige signaalgelijkrichters. De 741 Op-amp kan fungeren in plaats van een diode om de spanningsval te elimineren.

Berekeningstaken uitvoeren

De meeste elektronische circuits die wiskundige taken uitvoeren, zoals sommatie, differentiatie, enz., maken gebruik van een 741 op-amp.

Andere talrijke apparaten die een op-versterker 741 gebruiken zijn;

Een oscillator met variabele audiofrequentie.

(een audioversterker met IC Op-amp 741).

• DC volt polariteitsmeter.
• Thermische aanraakschakelaar.
• E-kamerthermometer.
• Audiomix voor vier kanalen.

Conclusie

Tot slot, we zijn erin geslaagd om de definitie van een IC 741 Op Amp, zijn kenmerken, productspecificaties, pinout en toepassingen aan te pakken. Ze vormen de basis van een operationele versterker 741. Neem contact met ons op voor meer details, vragen of meer begrip van het onderwerp. Wij staan ​​te allen tijde tot uw dienst.