Die Kurzform des Operationsverstärkers ist der Operationsverstärker, eine Art Festkörper-IC. Der erste Operationsverstärker wurde 1963 von Fairchild Semiconductors entwickelt. Er ist der Grundbaustein von Analog elektronische Schaltkreise die verschiedene Arten von analogen Signalverarbeitungsaufgaben erfüllen. Diese ICs verwenden externe Rückkopplungen, um ihre Funktionen zu regeln, und diese Komponenten werden als Mehrzweckgerät in verschiedenen elektronischen Instrumenten verwendet. Es besteht aus zwei Eingängen und zwei Ausgängen, nämlich invertierenden und nicht invertierenden Anschlüssen. Dieser Operationsverstärker IC 741 wird am häufigsten in verschiedenen elektrischen und elektronischen Schaltkreisen verwendet. Die Hauptabsicht dieses Operationsverstärkers 741 ist die Verstärkung von AC- und DC-Signalen sowie für mathematische Operationen. Lassen Sie uns diesen 741-Operationsverstärker klarstellen, indem wir seine Eigenschaften, sein Pin-Diagramm, seine technischen Daten und die zugehörigen Konzepte kennen.
Was ist der Operationsverstärker IC 741?
Der Begriff Operationsverstärker ist die vollständige Form eines Operationsverstärkers und es ist eine Art von IC ( integrierte Schaltkreise ). Ein Operationsverstärker ist ein DC-gekoppelter Hochverstärkungsspannungsverstärker mit einem Differenzial-I / P und einem einzelnen O / P. In dieser Struktur erzeugt ein Operationsverstärker ein O / P-Potential, das normalerweise um ein Vielfaches größer ist als die Potentialdifferenz zwischen seinen I / P-Anschlüssen.
Operationsverstärker hatten ihre Wurzeln in analogen Computern, wo sie verwendet wurden, um mathematische Operationen in mehreren linearen, nichtlinearen und frequenzabhängigen Schaltkreisen durchzuführen. Die Popularität dieses IC als Basis Baustein in analogen Schaltkreisen liegt an seiner Flexibilität. Aufgrund seiner Eigenschaften werden diese Merkmale durch eine äußere Komponente bestimmt und hängen auch geringfügig von den Temperaturkoeffizienten ab, da sonst Unterschiede im IC selbst entstehen.
Operationsverstärker sind heutzutage die am häufigsten verwendeten integrierten Schaltkreise. Das Anwendungen dieser ICs umfassen eine immense Auswahl an industriellen, wissenschaftlichen und Verbrauchergeräten. Die Kosten für einige typische Operationsverstärker sind bei angemessenem Produktionsvolumen gering, aber einige hybride, integrierte Operationsverstärker mit unterschiedlichen Leistungsbedingungen können über 100 US-Dollar kosten. Operationsverstärker können als Vorrichtungen verpackt oder als Grundlagen für zusammengesetzte integrierte Schaltungen verwendet werden.
Der Operationsverstärker ist eine Art von Differenzverstärker . Verschiedene Arten von Differenzverstärkern umfassen den Instrumentenverstärker, den Isolationsverstärker, den Gegenkopplungsverstärker und den Volldifferentialverstärker. Der IC 741 sieht aus wie ein „kleiner Chip“. Aber es ist universell. Sie müssen grundlegende Informationen dazu kennen.
Das Operationsverstärker IC 741 sieht aus wie ein kleiner Chip. Die Darstellung des 741 IC-Operationsverstärkers ist unten angegeben, der acht Pins umfasst. Die wichtigsten Pins sind 2,3 und 6, wobei die Pins 2 und 3 invertierende und nicht invertierende Anschlüsse bezeichnen und Pin 6 die Ausgangsspannung bezeichnet. Die dreieckige Form im IC kennzeichnet eine integrierte Operationsverstärkerschaltung.
Die aktuelle Version des Chips wird mit dem berühmten Operationsverstärker IC 741 bezeichnet. Die Hauptfunktion dieses IC 741 besteht darin, mathematische Operationen in verschiedenen Schaltungen durchzuführen. Der Operationsverstärker IC 741 besteht aus verschiedenen Stufen des Transistors, die üblicherweise drei Stufen aufweisen, wie z. B. Differential-I / P, Push-Pull-O / P und Zwischenverstärkungsstufe.
Dieser Operationsverstärker kann einen hohen Bereich der Spannungsverstärkung bieten und dies kann dazu gebracht werden, bei verschiedenen Spannungspegeln zu funktionieren, und diese Funktionalität ermöglicht es dem Gerät, in verschiedenen Integratoren, Summierertypen und anderen zu implementieren. Sogar es hat die Eigenschaften, das Gerät zum Zeitpunkt eines Kurzschlusses zu schützen, und verfügt über interne frequenzkompensierende Schaltungsnetzwerke. Dieser IC kann in drei Formen hergestellt werden. Diese befinden sich in einem 8-poligen SOIC-Gehäuse, einem 8-poligen Dual-in-Line-Gehäuse und einer TO5-8-Metallform.
741 DIP und To5
Der Operationsverstärker IC 741 wird in zwei Methoden verwendet, beispielsweise invertierend (-) und nicht invertierend (+).
Die Differential-Operationsverstärker besteht aus einem Satz von FETs oder BJTs. Die grundlegende Darstellung dieses Operationsverstärkers ist wie folgt:
Pin-Diagramm
Das Pin-Konfiguration des Operationsverstärkers IC 741 wird unten gezeigt. Das Pin-Diagramm des Operationsverstärkers 741 und die Funktionalität jedes Pins werden im folgenden Abschnitt klar erläutert.
IC 741 Pin-Diagramm
Stromversorgungsstifte: Stift 4 und 7
Pin 4 und Pin 7 sind die Stromversorgungsanschlüsse für negative und positive Spannung. Die Leistung, die der IC benötigt, um zu funktionieren, wird von diesen beiden Pins empfangen. Der Spannungspegel zwischen diesen Pins kann im Bereich von 5 bis 18 V liegen.
Ausgangspin: Pin 6
Der vom Operationsverstärker IC 741 gelieferte Ausgang wird von diesem Pin empfangen. Die an diesem Pin empfangene Ausgangsspannung basiert auf dem verwendeten Rückkopplungsansatz und dem Spannungspegel an den Eingangspins.
Wenn der Spannungswert an Pin 6 hoch ist, entspricht dies, dass die Ausgangsspannung der + ve Versorgungsspannung ähnlich ist. In gleicher Weise entspricht dies, wenn der Spannungswert an Pin 6 niedrig ist, dass die Ausgangsspannung der -ve-Versorgungsspannung ähnlich ist.
Eingangspins: Pin 2 und Pin 3
Dies sind die Eingangspins für den Operationsverstärker. Pin 3 wird als invertierender Eingang betrachtet, während Pin 3 als nicht invertierender Eingangspin betrachtet wird. Wenn der Spannungswert an Pin 2 >> Pin 3 bedeutet, dass der invertierende Eingang einen hohen Spannungswert hat, ist das Ausgangssignal niedrig.
Auf die gleiche Weise ist das Ausgangssignal hoch, wenn der Spannungswert an Pin 3 >> Pin 2 bedeutet, dass der nichtinvertierende Eingang einen hohen Spannungswert hat.
Versetzte Nullstifte: Pin 1 und Pin 5
Wie zuvor erläutert, weist dieser Operationsverstärker eine erhöhte Spannungsverstärkung auf. Aus diesem Grund wirken sich selbst minimale Spannungsschwankungen sowohl an nicht invertierenden als auch an invertierenden Eingängen, die aufgrund von Abnormalitäten im Konstruktionsverfahren oder anderen Anomalien auftreten, auf den Ausgang aus.
Um dies zu überwinden, wird an Pin 1 und Pin 5 ein Offsetwert der Spannung angelegt, und dies wird im Allgemeinen durch ein Potentiometer erreicht.
Nicht verbunden Pin: Pin 8
Es ist nur ein Pin, mit dem der leere Pin im Operationsverstärker IC 741 aufgefüllt wird. Es besteht keine Verbindung zu einem der internen oder externen Schaltkreise.
Funktionsweise des Operationsverstärkers IC 741
In diesem Abschnitt wird das Konzept der interner Schaltplan und Funktionsweise von IC 741. Ein typischer IC 741 ist mit einer Schaltung aufgebaut, die 11 Widerstände und 20 Transistoren enthält. Alle diese Transistoren und Widerstände werden als ein einziger monolithischer Chip assimiliert und verbunden. Mit dem unten abgebildeten Bild können die internen Verbindungen der Komponente leicht verstanden werden.
741 Interner IC-Schaltkreis
Hier sind für die Transistoren Q1 und Q2 die invertierenden und nichtinvertierenden Eingänge entsprechend verbunden. Sowohl der Q1- als auch der Q2-Transistor fungieren als NPN-Emitter, wobei diese Ausgänge mit einigen Q3- und Q4-Transistoren verbunden sind. Diese Q3 und Q4 arbeiten als Common-Base-Verstärker. Diese Art der Konfiguration isoliert die Eingänge, die eine Verbindung zu Q3 und Q4 haben, und eliminiert so wahrscheinliche Signalrückkopplungen, die auftreten könnten.
Die Spannungsschwankungen, die an den Eingängen des Operationsverstärkers auftreten, können sich auf den Stromfluss des internen Schaltkreises auswirken und auch auf den effektiven Funktionsbereich eines Transistors im Schaltkreis. Um dies zu verhindern, wurden zwei aktuelle Spiegel implementiert. Die Transistorpaare (Q8, Q9) und (Q12, Q13) sind so verbunden, dass sie Spiegelschaltungen bilden.
Da Q8- und Q12-Transistoren die Regeltransistoren sind, stellen sie den Spannungspegel am EB-Übergang für ihr entsprechendes Transistorpaar ein. Dieser Spannungspegel kann auf einige Dezimalstellen von Millivolt genau geregelt werden, und diese Genauigkeit erlaubt nur den erforderlichen Stromfluss zum Stromkreis.
Eine von Q8 und Q9 entwickelte Spiegelschaltung wird der Eingangsschaltung zugeführt, während die andere von Q12 und Q13 entwickelte Spiegelschaltung der Ausgangsschaltung zugeführt wird. Auch die andere Spiegelschaltung, die die dritte ist, die durch Q10 und Q11 gebildet wird, fungiert als eine Verbindung mit erhöhter Impedanz zwischen der -ve-Versorgung und dem Eingang. Diese Verbindung bietet einen Referenzspannungspegel, der keinen Belastungseffekt auf den Eingangsstromkreis zeigt.
Der Transistor Q6 wird zusammen mit 4,5K- und 7,5K-Widerständen zu einer Spannungspegelschieberschaltung entwickelt, die den Spannungspegel von der Verstärkerschaltung am Eingangsabschnitt durch Vin verringert, bevor er zur nächsten Schaltung weitergeleitet wird. Dies wird erreicht, um jegliche Art von Signalschwankungen am Ausgangsverstärkerabschnitt zu beseitigen. Während die Transistoren Q22, Q15 und Q19 als Verstärker der Klasse A ausgelegt sind und die Transistoren Q14, Q20 und Q17 als Ausgangsphase des Operationsverstärkers 741 entwickelt werden.
Um jegliche Art von Anomalien in der Eingangsphase der Differenzschaltung zu beseitigen, werden die Transistoren Q5, Q6 und Q7 verwendet, um eine Konfiguration zu bilden, die einen Offset von null + ve und -ve aufweist und die Eingänge entsprechend invertiert und nicht invertiert.
Operationsverstärker-Integrator und Differenzierer
In den folgenden Abschnitten wird das experimentelle Verfahren von erläutert Integrator und Differenzierer unter Verwendung der IC 741-Operationsverstärkertheorie.
Um zu wissen, dass der Operationsverstärker als Differenzierer und Integrator fungiert, benötigen wir ein Steckbrett, Widerstände mit einem Wert (10 kΩ, 100 kΩ, 1,5 kΩ und 150 Ω), RPS, einen Operationsverstärker IC 741, zu verbindende Drähte und Kondensatoren mit einem Wert (0,01 uF). 0,1 uF) und ein Oszilloskop (CRO).
Die Integratorschaltung mit Operationsverstärker ist unten dargestellt. Um eine Integratorschaltung zu bilden und den Ausgang zu kennen, muss die Schaltungsverbindung wie in den folgenden Schritten erläutert hergestellt werden:
- Legen Sie am Eingangsbereich eine symmetrische Sinuswelle mit einer Frequenz von 1 kHz und einer Amplitude von 2 V an, die eine Spitze-Spitze-Spannung darstellt.
- Verbinden Sie die Eingangs- und Ausgangsabschnitte der Schaltung mit dem CRO-Kanal 1 und Kanal 2. Diese Verbindung ermöglicht die Beobachtung der erzeugten Wellenformen.
- Tragen Sie die beobachteten Wellenformen zusammen mit den auf CRO beobachteten ähnlichen Werten in ein Diagramm ein.
- Beachten Sie dann sowohl die praktischen als auch die theoretischen Werte. Diese Art der Verbindung ermöglicht die Verwendung des Operationsverstärkers IC 741 als Integratorschaltung.
Die Differenzierungsschaltung mit Operationsverstärker ist unten dargestellt. Um eine Differenzierungsschaltung zu bilden und den Ausgang zu kennen, muss die Schaltungsverbindung wie in den folgenden Schritten erläutert hergestellt werden:
- Legen Sie am Eingangsbereich eine symmetrische Dreieckswelle mit einer Frequenz von 1 kHz und einer Amplitude von 2 V an, die eine Spitze-Spitze-Spannung darstellt.
- Verbinden Sie die Eingangs- und Ausgangsabschnitte der Schaltung mit dem CRO-Kanal 1 und Kanal 2. Diese Verbindung ermöglicht die Beobachtung der erzeugten Wellenformen.
- Tragen Sie die beobachteten Wellenformen zusammen mit den auf CRO beobachteten ähnlichen Werten in ein Diagramm ein.
- Beachten Sie dann sowohl die praktischen als auch die theoretischen Werte. Diese Art der Verbindung ermöglicht die Verwendung des Operationsverstärkers IC 741 als Integratorschaltung.
Ausgangswellen für Integratoren und Differenzierer
Open-Loop-Konfiguration
Der einfachste Ansatz zur Implementierung des Operationsverstärkers IC 741 besteht darin, ihn in der Konfiguration mit offenem Regelkreis zu betreiben. Das Open-Loop-Konfiguration des IC 741 befindet sich im invertierenden und nicht invertierenden Modus.
Ein invertierender Operationsverstärker
In einem Operationsverstärker IC 741 sind Pin2 und Pin6 die Eingangs- und Ausgangspins. Wenn die Spannung an Pin-2 angelegt wird, können wir den Ausgang von Pin-6 erhalten. Wenn die Polarität des i / p-Pin-2 + Ve ist, ist die Polarität, die vom o / p-Pin6 kommt, -Ve. Das O / P ist also immer dem I / P entgegengesetzt.
Das invertierende Operationsverstärker-Schaltbild ist oben gezeigt und die Verstärkung der invertierenden Operationsverstärkerschaltung wird im Allgemeinen unter Verwendung dieser Formel A = Rf / R1 berechnet
Wenn beispielsweise Rf 100 Kiloohm und R1 10 Kiloohm beträgt, beträgt die Verstärkung -100 / 10 = 10. Wenn die I / P-Spannung 2,5 V beträgt, beträgt die O / P-Spannung 2,5 × 10 = 25
Nicht invertierender Operationsverstärker
In einem IC 741 sind die Operationsverstärker Pin3 und Pin6 Eingangs- und Ausgangspins. Wenn die Spannung an Pin3 anliegt, können wir den Ausgang von Pin-6 erhalten. Wenn die Polarität am Eingangspin-3 + Ve ist, ist die Polarität, die vom O / P-Pin-6 kommt, ebenfalls + Ve. Das O / P ist also nicht das Gegenteil.
Das nichtinvertierende Schaltbild ist oben gezeigt und die Verstärkung dieser nichtinvertierenden Schaltung wird im Allgemeinen unter Verwendung dieser Formel A = 1 + (Rf / R1) berechnet.
Wenn beispielsweise Rf 100 Kiloohm und R1 25 Kiloohm beträgt, wäre die Verstärkung 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5. Wenn die I / P-Spannung 1 ist, wäre die O / P-Spannung sei 1X5 = 5v
Schaltplan des Operationsverstärkers IC 741
Die Anwendungen umfassen hauptsächlich einen Addierer, einen Komparator, einen Subtrahierer, einen Spannungsfolger, einen Integrator und einen Differenzierer. Das Schaltplan des Operationsverstärkers IC 741 ist unten angegeben. In der folgenden Schaltung wird IC Der Operationsverstärker 741 wird als Komparator verwendet . Selbst wenn wir es als Komparator verwenden, beobachtet der IC die schwachen Signale immer noch, damit sie einfacher identifiziert werden können.
IC 741 Pin-Konfiguration
Technische Daten des Operationsverstärkers IC 741
Die folgenden Spezifikationen erläutern die Betriebsfunktionalität und das Verhalten des IC 741 deutlich:
- Stromversorgung: Für die Funktionalität dieses Operationsverstärkers ist eine Mindestspannung von 5 V erforderlich, und er kann bis zu 18 V verarbeiten.
- Eingangsimpedanz: Sie hat einen Bereich von ca. 2 Megaohm
- Ausgangsimpedanz: Sie hat einen Bereich von ca. 75 Ohm
- Anstiegsgeschwindigkeit: Dies ist auch das entscheidende Merkmal bei der Auswahl des Operationsverstärkers für einen hohen Frequenzbereich. Dies ist definiert als die maximale Änderung der Ausgangsspannung / Zeiteinheit. SR wird in Volt / µs gemessen und dargestellt als: SR = dVo / dtMit der Berechnung der Anstiegsgeschwindigkeit kann man einfach die Änderung des Ausgangs erkennen, bei der der Operationsverstärker entsprechend den Schwankungen des Eingangsfrequenzpegels variiert. Der SR wird mit der Änderung der Spannungsverstärkung variiert und dies wird allgemein als Einheitsverstärkung bezeichnet. Der Anstiegsgeschwindigkeitswert für den Operationsverstärker ist immer konstant. Wenn also die Steigungsbedürfnisse der Ausgangswerte größer als die Anstiegsgeschwindigkeit sind, tritt eine Verzerrung auf. Für einen Operationsverstärker IC 741 beträgt die Anstiegsgeschwindigkeit 0,5 V / Mikrosekunde, was minimal ist. Aus diesem Grund wird dieser IC nicht für erhöhte Frequenzbereiche wie bei Komparatoren, Filtern und Oszillatoren verwendet.
- Spannungsverstärkung: Die Spannungsverstärkung beträgt 2,00.000 für einen minimalen Frequenzbereich
- Eingangsversatzbereich: Dieser Operationsverstärker IC 741 hat einen Eingangsversatzbereich zwischen 2 und 6 mV
- Ausgangslast: Der empfohlene Bereich beträgt> 2 Kilo Ohm
- Einschwingverhalten: Dies ist der entscheidende Aspekt bei der Auswahl eines Operationsverstärkers in mehreren Anwendungen. Zusammen mit der stationären Rückmeldung enthält der Operationsverstärker die gesamte Reaktion der praktischen Schaltung. Der Rückkopplungsabschnitt, in dem vor dem Empfang des Ausgangswerts ein konstanter Wert erreicht wird, wird als Einschwingverhalten bezeichnet. Sobald dieser Wert erreicht ist, bleibt der konstante Wert an diesem Punkt und wird daher als stabiler Wert bezeichnet. Diese stationäre Phase basiert nicht auf der Zeit. Die Attribute dieser Einschwingreaktion bestehen aus Überschwingungsprozentsatz und Anstiegszeit. Es hat eine umgekehrte Beziehung zur Bandbreite der Einheitsverstärkung des Operationsverstärkers.
Damit der Operationsverstärker als Spannungsverstärker fungiert, werden die Werte für erhöhte Eingangsimpedanz und niedrige Ausgangsimpedanz empfohlen.
741 Eigenschaften des Operationsverstärkers
Die Eigenschaften des Operationsverstärkers IC 741 umfassen Folgendes
- Die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers IC 741 liegt über 100 Kilo-Ohm.
- Der O / P des 741 IC-Operationsverstärkers liegt unter 100 Ohm.
- Der Frequenzbereich der Verstärkersignale für den Operationsverstärker IC 741 liegt zwischen 0 Hz und 1 MHz.
- Der Offsetstrom und die Offsetspannung des Operationsverstärkers IC 741 sind niedrig
- Die Spannungsverstärkung des IC 741 beträgt ca. 2.00.000.
741 Operationsverstärkeranwendungen
Es gibt viele elektronische Schaltungen, die mit einem Operationsverstärker IC 741 gebaut sind, nämlich Spannungsfolger, Analog-Digital-Wandler , Abtast- und Halteschaltung, Umwandlung von Spannung in Strom und Umwandlung von Strom in Spannung, Summierverstärker usw. Die Anwendungen des Operationsverstärkers IC 741 umfassen Folgendes.
- Oszillator mit variabler Audiofrequenz unter Verwendung des Operationsverstärkers IC 741
- IC 741 Op Amp Based Adjustable Ripple RPS
- Audiomischung für vier Kanäle mit IC 741 Op Amp
- IC 741 Operationsverstärker und LDR-basierter automatischer Lichtschalter
- Gleichspannungspolaritätsmesser mit Operationsverstärker IC 741
- E-Raum-Thermometer mit IC 741 Op Amp
- Hören von Bug mit IC 741 Op-Amp
- Mikrofonverstärker mit Operationsverstärker IC 741
- Operationsverstärkertester IC 741
- Dies ist der basierte Schutz von Kurzschluss-RPS
- Thermischer Berührungsschalter mit Operationsverstärker IC 741
- Umwandlung von V in F mit IC 741 Op Amp
- IC 741 Operationsverstärker-basierte Windgeräuscherzeugung
Infografiken von 741 Op Amp
Hier geht es um das Tutorial zum Operationsverstärker IC 741, das die Grundlagen des Operationsverstärkers, das Pin-Diagramm, den Schaltplan, die technischen Daten, die Eigenschaften und seine Anwendungen enthält. Bei Fragen zu diesem Konzept oder zu 741 Operationsverstärkerprojekten geben Sie bitte Ihr Feedback, indem Sie dies im Kommentarbereich unten kommentieren. Hier ist eine Frage an Sie. Was ist der
