Operationsverstärker-ICs - Pin-Konfiguration, Funktionen und Funktionsweise

1. IC 741

Der am häufigsten verwendete Operationsverstärker ist IC741. Der Operationsverstärker 741 ist ein Spannungsverstärker, der die Eingangsspannung am Ausgang invertiert und fast überall in elektronischen Schaltkreisen zu finden ist.

Pin-Konfiguration:

Sehen wir uns die Pin-Konfiguration und das Testen von 741 Operationsverstärkern an. Normalerweise ist dies eine Nummerierung gegen den Uhrzeigersinn um den Chip. Es ist ein 8-poliger IC. Sie bieten überlegene Leistung in Integrator-, Summierverstärker- und allgemeinen Rückkopplungsanwendungen. Dies sind Operationsverstärker mit hoher Verstärkung. Die Spannung am invertierenden Eingang kann nahezu gleich Vin gehalten werden.

Es handelt sich um ein 8-poliges Dual-In-Line-Gehäuse mit einer oben gezeigten Pinbelegung.

Pin 1: Offset null.

Pin 2: Invertierender Eingangsanschluss.

Pin 3: Nicht invertierender Eingangsanschluss.

Pin 4: –VCC (negative Spannungsversorgung).

Pin 5: Offset null.

Pin 6: Ausgangsspannung.

Pin 7: + VCC (positive Spannungsversorgung).

Pin 8: Keine Verbindung.

Die Hauptpins im Operationsverstärker 741 sind Pin2, Pin3 und Pin6. Beim invertierenden Verstärker wird eine positive Spannung an Pin2 des Operationsverstärkers angelegt, den wir als negative Spannung über Pin 6 ausgeben. Die Polarität wurde invertiert. In einem nicht invertierenden Verstärker wird eine positive Spannung an Pin3 des Operationsverstärkers angelegt, den wir als positive Spannung über Pin 6 ausgeben. Die Polarität bleibt in einem nicht invertierenden Verstärker gleich. Vcc liegt normalerweise im Bereich von 12 bis 15 Volt. Wenn zwei Versorgungen (+ Vcc / -Vcc) verwendet werden, haben sie in fast allen Fällen die gleiche Spannung und das entgegengesetzte Vorzeichen. Denken Sie daran, dass der Operationsverstärker ein Differenzspannungsverstärker mit hoher Verstärkung ist. Bei einem Operationsverstärker 741 beträgt die Verstärkung mindestens 100.000 und kann mehr als eine Million (1.000.000) betragen. Dies ist eine wichtige Tatsache, an die Sie sich erinnern müssen, wenn Sie den 741 in eine Schaltung stecken.

Es gibt viele gängige Anwendungsschaltungen, die den Operationsverstärker IC741 verwenden. Sie sind Addierer, Komparator, Subtrahierer, Integrator, Differenzierer und Spannungsfolger.

Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für 741 IC-basierte Schaltungen. Der 741 wird jedoch als Komparator und nicht als Verstärker verwendet. Der Unterschied zwischen den beiden ist gering, aber signifikant. Auch wenn als Komparator verwendet Der 741 erkennt immer noch schwache Signale, damit sie leichter erkannt werden können. Ein Komparator ist eine Schaltung, die zwei Eingangsspannungen vergleicht. Eine Spannung wird als Referenzspannung und die andere als Eingangsspannung bezeichnet. Es ist eine Schaltung, die eine an einem Eingang eines Operationsverstärkers angelegte Signalspannung mit einer bekannten Referenzspannung am anderen Eingang vergleicht. Der Operationsverstärker 741 hat ideale Übertragungseigenschaften (Ausgang ± Vsat) und der Ausgang wird durch Inkrementieren der Eingangsspannung von 2 mV geändert.

Pin-Konfiguration des Schaltplans des Operationsverstärkers 741

2. LM324

Der LM324 ist ein integrierter Quad-Operationsverstärker mit hoher Stabilität und Bandbreite, der für den Betrieb mit einer einzigen Stromversorgung über einen weiten Spannungsbereich ausgelegt ist. Sie haben einige unterschiedliche Vorteile gegenüber Standard-Operationsverstärkertypen in Einzelversorgungsanwendungen. Es handelt sich um ein 14-poliges Dual-Inline-Gehäuse, das vier intern kompensierte und zweistufige Operationsverstärker enthält (siehe Abbildung).

LM324

• Pin 1, 7, 8 und 14 sind die Ausgänge des Komparators
• Pin 2, 6, 9 und 13 sind die invertierenden Eingänge des Verdichters
• Pin 3, 5, 10 und 12 sind nicht invertierende Eingänge des Komparators
• Pin 11 ist Masse (0V)
• Pin 4 ist die Versorgungsspannung 5V

Eigenschaften:

• Interne Frequenzkompensation für Einheitsverstärkung
• Große Gleichspannungsverstärkung 100 dB
• Breite Bandbreite 1 MHz
• Breiter Stromversorgungsbereich: Einzelversorgung 3V bis 32V
• Im Wesentlichen unabhängig von der Versorgungsspannung
• Differenzieller Eingangsspannungsbereich gleich der Versorgungsspannung
• Großer Ausgangsspannungshub 0V bis V + - 1,5V

Potentielle Teiler des LM323 werden an die invertierenden und nicht invertierenden Eingänge des Operationsverstärkers angeschlossen, um an diesen Klemmen eine gewisse Spannung zu erzeugen. Die Versorgungsspannung wird an + V angelegt und –V wird an Masse angeschlossen. Der Ausgang dieses Komparators ist logisch hoch, wenn der Eingang des nicht invertierenden Anschlusses größer ist als der Eingang des invertierenden Anschlusses des Komparators. Wenn der invertierende Eingang größer als der nicht invertierende ist, ist logisch niedrig (0) der Ausgang.

Arbeitsweise von LM324:

• Wenn die Leistung an einen nicht invertierenden Anschluss angelegt wird, der kleiner als die invertierende Spannung des Operationsverstärkers ist, wird der Ausgang Null, was bedeutet, dass kein Strom fließt. Weil wir das schon wissen wann '+> - = 1' . Hier kennzeichnet das Pluszeichen das nicht invertierende Terminal und das Zeichen-in das invertierende Terminal.
• Wenn die nichtinvertierende Spannung größer als die invertierende Spannung ist, ist der Ausgang hoch.
• In diesem Ausgang ist der LM324 intern mit einem gewissen Widerstand verbunden und hat eine Anordnung innerhalb des IC, was für andere Komparatoren einen großen Unterschied macht.
• Es ist intern hochgezogen, sodass kein Widerstandsanschluss von der Versorgung erforderlich ist.

LM324 Cricuit

3. LM339

Der LM339 ist ein am häufigsten verwendeter Komparator, der für die Verwendung bei der Pegelerkennung, der Erfassung niedriger Pegel und Speicheranwendungen in elektronischen Anwendungen in der Automobil- und Industrieindustrie entwickelt wurde. Es verfügt über vier eingebaute Komparatoren, vergleicht zwei Eingangsspannungspegel und gibt einen digitalen Ausgang, um den größeren anzuzeigen.

Diese Komparatoren haben außerdem insofern eine einzigartige Eigenschaft, als der Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich Masse enthält, obwohl sie mit einer einzigen Versorgungsspannung betrieben werden.

LM339

• Pin 1, 2, 13 und 14 sind die Ausgänge des Komparators
• Pin 3 ist die Versorgungsspannung 5V
• Pin 4, 6, 8 und 10 invertieren die Eingänge des Komparators
• Pin 5, 7, 9 und 11 sind nicht invertierende Eingänge des Komparators
• Pin 12 ist geerdet (0V)

Eigenschaften:

• Signal- oder Doppelversorgungsbetrieb
• Breiter Betriebsversorgungsbereich (VCC = 2V ~ 36V)
  • Max. Nennspannung: 2 V bis 36 V.
  • Getestet auf 30 V: Nicht-V-Geräte
• Die Gleichtakt-Eingangsspannung enthält Masse
• Geringe Versorgungsstromaufnahme (IF = 0,8 mA)
• Open Collector-Ausgänge für Kabel und Anschluss
• Niedriger Eingangsvorspannungsstrom 25nA
• Niedrige Ausgangssättigungsspannung
• Ausgang kompatibel mit TTL-, DTL- und CMOS-Logiksystem
• Differenzieller Eingangsspannungsbereich gleich der Versorgungsspannung

Potentielle Teiler des LM339 werden an die invertierenden und nichtinvertierenden Eingänge des Operationsverstärkers angeschlossen, um an diesen Klemmen eine gewisse Spannung zu erzeugen. Die Versorgungsspannung wird an + V angelegt und –V wird an Masse angeschlossen. Der Ausgang dieses Komparators ist logisch hoch, wenn der Eingang des nicht invertierenden Anschlusses größer ist als der Eingang des invertierenden Anschlusses des Komparators.

Arbeitsweise von LM339:

• Wenn die Leistung an einen nicht invertierenden Anschluss angelegt wird, der kleiner als die invertierende Spannung des Operationsverstärkers ist, wird der Ausgang Null, was bedeutet, dass kein Strom fließt. Weil wir das schon wissen wann '+> - = 1' . Hier kennzeichnet das Pluszeichen das nicht invertierende Terminal und das Zeichen-in das invertierende Terminal.
• Wenn die nichtinvertierende Spannung größer als die invertierende Spannung ist, befindet sich der Stromfluss im Gerät.
• Der LM339 fungiert als Open-Collector. Deshalb haben wir den Widerstand an die Stromversorgung angeschlossen. Wenn wir den Widerstand entfernen, fließt kein Strom im Stromkreis.

LM324 Cricuit

4. LM258

Die Operationsverstärker LM358 werden in Wandlerverstärkern, Gleichstromverstärkungsblöcken und allen herkömmlichen Operationsverstärkerschaltungen verwendet, die jetzt einfacher in Einzelstromversorgungssystemen implementiert werden können. Zum Beispiel kann der Operationsverstärker LM358 direkt mit der Standard-Versorgungsspannung von +5 V betrieben werden, die als Teil digitaler Systeme verwendet wird, und bietet problemlos die erforderliche Schnittstellenelektronik, ohne dass zusätzliche ± 15-V-Netzteile erforderlich sind.

Es wird in einem 8-poligen DIP-Gehäuse geliefert (siehe unten).

LM358

Pin Beschreibung:

• Pin 1 und 7 sind Ausgänge des Komparators
• Pin 2 und 6 sind invertierende Eingänge
• Pin 3 und 5 sind nicht invertierende Eingänge
• Pin 4 ist Masse (GND)
• Pin 8 ist VCC +

Eigenschaften:

• Interne Frequenzkompensation für Einheitsverstärkung
• Große Gleichspannungsverstärkung: 100 DB
• Breite Bandbreite
• Breiter Stromversorgungsbereich: Einzelversorgung: 3V bis 32V
• Sehr geringe Versorgungsstromaufnahme im Wesentlichen unabhängig von der Versorgungsspannung
• Niedrige Eingangsoffsetspannung: 2 mV
• Der Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich umfasst Masse
• Differenzieller Eingangsspannungsbereich gleich der Versorgungsspannung
• Stromverbrauch für Batteriebetrieb geeignet

Vorteile:

• Zwei intern kompensierte Operationsverstärker
• Beseitigt die Notwendigkeit für doppelte Lieferungen
• Ermöglicht die direkte Erfassung in der Nähe von GND und VOUT geht auch an GND
• Kompatibel mit allen Formen der Logik
• Stromverbrauch für Batteriebetrieb geeignet

Arbeitsweise von LM358:

Der invertierende Eingang des Komparators LM358, d. H. Pin 2, wird an die feste Spannung gegeben, d. H. Im Verhältnis 47k: 10k, und der nichtinvertierende Eingang des Komparators wird heruntergezogen und an den Erfassungsanschluss gegeben. Wenn der Widerstand zwischen der positiven Versorgung und dem nicht invertierenden Eingang hoch ist, ist der nicht invertierende Eingang kleiner als der invertierende Eingang, wodurch der Komparatorausgang an Pin1 als logisch niedrig eingestuft wird. Und wenn der Widerstand abfällt, wird eine Spannung am nichtinvertierenden Eingang höher als der invertierende Eingang verfügbar gemacht, so dass der Ausgang des Komparators logisch hoch ist.

5. CA 3130 Operationsverstärker

Es ist ein ausgezeichneter Operationsverstärker, der sehr niedrige Eingangsstromanforderungen erfordert. Sein Ausgang befindet sich im Aus-Modus im Nullzustand. CA3130 ist der 15-MHz-BiMOS-IC mit MOSFET-Eingängen und einem bipolaren Ausgang. In den Eingängen sind MOSFET-Transistoren vorhanden, die eine sehr hohe Eingangsimpedanz liefern. Der Eingangsstrom kann so niedrig wie 10pA sein. Der IC zeigt eine sehr hohe Leistungsgeschwindigkeit und kombiniert den Vorteil von CMOS- und Bipolartransistoren. Das Vorhandensein von PMOS-Transistoren an den Eingängen führt zu einer Gleichtakt-Eingangsspannungskapazität bis zu 0,5 Volt unterhalb der negativen Schiene. Daher ist es ideal für Einzelversorgungsanwendungen.

Der Ausgang hat ein CMOS-Transistorpaar, das die Ausgangsspannung innerhalb von 10 mV von jedem Versorgungsspannungsanschluss schwingt. Der IC CA3130 arbeitet mit 5 bis 16 Volt und kann mit einem einzigen externen Kondensator phasenkompensiert werden. Es hat auch Anschlüsse zum Einstellen der Offset-Spannung und des Stroboskops.

Mobile Bug Circuit mit CA3130

6. CA 3140 Operationsverstärker

Es ist der 4,5-MHz-BiMOS-Operationsverstärker mit MOSFET-Eingängen und bipolarem Ausgang. Es enthält sowohl PMOS-Transistoren als auch Hochspannungs-Bipolartransistoren. Die Eingänge verfügen über Gate-geschützte MOSFETs (PMOS), die eine sehr hohe Eingangsimpedanz liefern, typischerweise um 1,5 T Ohm. Der Eingangsstrombedarf ist um 10pA sehr gering. Es zeigt eine sehr schnelle Reaktion und eine hohe Leistungsgeschwindigkeit. Der Ausgang ist gegen Beschädigung durch Kurzschluss der Lastklemme geschützt. Die Eingangsstufe verfügt über einen PMOS-FET, der bei Gleichtakt-Eingangsspannungen von nur 0,5 Volt hilft. Der IC ist für einen stabilen Betrieb intern phasenkompensiert. Es hat auch Anschlüsse für zusätzliche Frequenzabsenkung und Offset-Nullung.

Anti-Bag-Snatching-Alarmkreis mit CA3140

7. TL071 Operationsverstärker

Es ist ein rauscharmer Operationsverstärker mit JFET-Eingängen. Es arbeitet im weiten Gleichtakt und verbraucht sehr wenig Strom. Es erfordert eine sehr geringe Eingangsvorspannung und Offsetströme. Der Ausgang ist kurzschlussgeschützt, hat eine sehr hohe Anstiegsgeschwindigkeit von 13 V / us und arbeitet frei von Latches. TL0 71 ist ideal für High-Fidelity- und Audio-Vorverstärkerschaltungen. TL071 und TL0 72 enthalten nur einen Operationsverstärker im Inneren, während TL074 ein Quad-Operationsverstärker mit 4 Operationsverstärkern im Inneren ist.

Laptop-Schutzschaltung mit ICTL0 71

8. TL082 Operationsverstärker

Es ist ein Dual-OpAmp mit separaten Ein- und Ausgängen. Es verfügt über JFET-Eingänge und bipolare Ausgänge. Der IC zeigt eine sehr hohe Anstiegsgeschwindigkeit und eine geringe Eingangsvorspannung. Es hat auch einen niedrigen Offsetstrom und eine niedrige Offsetspannung. Seine Eingänge können mit sehr geringen Eingangsströmen vorgespannt werden. Der Ausgang des IC ist kurzschlussgeschützt. TL082 weist einen latchfreien Betrieb auf und verfügt über die interne Frequenzkompensation.

9. LM 311 Op Amp

Es ist ein einzelner OPAMP, der DTL-, RTL-, TTL- oder MOS-Schaltungen ansteuern kann. Sein Ausgang kann bis zu 50 Volt und 50 mA Strom schalten. Es arbeitet mit einem breiten Bereich von Versorgungsspannungen von 5 bis 30 Volt und benötigt nur eine einzige Versorgung. Es kann Relais, Magnetspulen usw. direkt ansteuern, wenn der Strombedarf weniger als 50 mA beträgt. Die Pin-Verbindung des LM311 unterscheidet sich von anderen OpAmps. Hier invertiert der Pin3 den Eingang und der Pin2 den nicht invertierenden Eingang. Die Ausgabe ist auch anders. Es hat zwei Ausgänge. Pin7 ist der positive Ausgang, der den Strom senkt, während Pin 1 der negative Ausgang ist.

Pin 7 ist mit dem Kollektor des NPN-Ausgangstransistors verbunden. Pin1 bildet den Emitter des Ausgangstransistors. Normalerweise befindet sich der Ausgangstransistor im ausgeschalteten Zustand und sein Kollektor wird auf Vcc gezogen. Wenn seine Basis mehr als 0,7 Volt erhält, sättigt sie sich und schaltet sich ein. Dies senkt den Strom und die Last wird eingeschaltet. Im Gegensatz zu anderen OpAmps senkt der LM311 den Strom und der Ausgang wird beim Auslösen niedrig.

Takt-Timer-Schaltung mit IC LM 311. Das Relais schaltet sich ein, wenn die im Takt eingestellte Zeit eintrifft

10. IC 747

Der 747 ist ein universeller Dual-Operationsverstärker mit zwei 741-Operationsverstärkern. Die beiden Operationsverstärker haben ein gemeinsames Vorspannungsnetzwerk und Stromversorgungsleitungen. Ansonsten ist ihr Betrieb völlig unabhängig. Die Eigenschaften des Operationsverstärkers sind kein Latch-up, wenn der Gleichtaktbereich des Eingangs überschritten wird, keine Schwingungen. Es handelt sich um ein 14-poliges Dual-In-Line-Gehäuse (DIP) (siehe Abbildung unten):

Pin Beschreibung des 747 Operationsverstärkers:

Pin1 - Invertierender Eingangsanschluss von Operationsverstärker1

Pin2 - Nicht invertierender Eingangsanschluss des Operationsverstärkers1

Pin3 - Offset-Null-Terminal op-amp1

Pin4 - Negative Versorgungsspannung (-V)

Pin5 - Versetzter Nullanschluss von op-amp2

Pin6 - Nicht invertierender Eingangsanschluss des Operationsverstärkers2

Pin7 - Invertierender Eingangsanschluss des Operationsverstärkers2

Pin8 - Versetzter Nullanschluss von op-amp2

Pin9 - Positive Versorgungsspannung (+ V) von Operationsverstärker2

Pin10 - Ausgang von op-amp2

Pin11 - Keine Verbindung (NC)

Pin13 - Positive Versorgungsspannung von Operationsverstärker1

Pin14 - Versetzter Nullanschluss von op-amp1

Eigenschaften des 747 Operationsverstärkers:

• Doppelte Versorgungsspannung ± 1,5 V bis ± 15 V.
• Keine Frequenzkompensation erforderlich
• Kurzschlussschutz
• Breite Gleichtakt- und Differenzspannungsbereiche
• Energieeffizient
• Einheit gewinnt stabil
• Kein Latch-up
• Ausgeglichener Offset null
• Der Versorgungsstrom beträgt weniger als 300 μA pro Verstärker bei 5 V.

Wie teste ich einen Operationsverstärker-IC?

Operationsverstärker werden in elektronischen Schaltungen häufig als Verstärker, Komparatoren, Spannungsfolger, Summierverstärker usw. verwendet. Die meisten häufig verwendeten Operationsverstärker wie 741, TL071, CA3130, CA3140 usw. haben die gleichen Pin-Konfigurationen. Daher ist dieser Tester nützlich, um die Funktion des Operationsverstärkers während der Fehlersuche oder Wartung zu überprüfen. Es ist ein einfach herzustellendes Werkzeug, das auf der Werkbank eines Bastlers oder Technikers unverzichtbar ist.

Der Tester ist um eine 8-polige IC-Basis verdrahtet, in die der zu testende IC eingesetzt werden kann. Pin 2 (invertierender Eingang des IC) ist mit einem Potentialteiler R2, R3 verbunden, der Pin 2 mit der halben Versorgungsspannung versorgt. Pin 3 (kein invertierender Eingang) der IC-Basis ist über R1 und einen Push-to-On-Schalter mit dem VCC verbunden. Der Ausgangspin 6 wird verwendet, um die LED der visuellen Anzeige über den Strombegrenzungswiderstand R4 zu verbinden.

Das Design ist ein Spannungskomparator. Setzen Sie den IC mit der richtigen Ausrichtung in den Sockel ein. Die Kerbe auf der linken Seite des IC sollte mit der Kerbe in der IC-Basis übereinstimmen. In diesem Komparatormodus geht der Ausgang von IC1 hoch, wenn Pin 3 eine höhere Spannung als Pin 2 erhält. Hier erhält Pin 2 4,5 Volt (wenn die Batterie 9 V hat) und Pin 3 0 Volt.

Der Ausgang bleibt also niedrig und die LED leuchtet dunkel. Wenn S1 gedrückt wird, erhält Pin 3 eine höhere Spannung als Pin 2 und der Ausgang des IC wird hoch, um die LED zu beleuchten. Dies zeigt an, dass die Schaltung im IC funktioniert.

Topologien testen:

Es gibt drei Testtopologien im Operationsverstärker

• Die Testschleife mit zwei Operationsverstärkern
• Selbsttestschleife
• Drei auf Amp Loop

Jetzt haben Sie eine Vorstellung von der Pin-Konfiguration und den Opam-ICs, wenn Sie Fragen zu diesem Thema oder zu den elektrischen und elektronische Projekte Hinterlasse die Kommentare unten.

Video Zeigt einen Vergleich der ersten 4 ICs