Osnovan 1959., National Semiconductor prešao je dug put od proizvodnje prvih diskretnih tranzistora do najsloženijih komponenti modernih informacijskih uređaja. Uz mogućnost stvaranja uređaja s razinom integracije od osnovnih građevnih blokova i sustava s jednim čipom do visokoučinkovitih multi-chip i višenamjenskih kompleta, te kombiniranjem analogne i digitalne tehnologije, tvrtka nudi optimalna rješenja za potrošače i komunikacije tržišta u širokom spektru proizvoda. Imajte na umu i osnovne elemente analogne elektronike koje je razvio i proizvodi National Semiconductor, posebice integrirana operacijska pojačala, koja su u Rusiji mnogo manje popularna od, na primjer, proizvoda Analog Devices, iako u većini slučajeva ni na koji način nisu inferiorni od potonjih. po znatno nižoj cijeni. Operacijska pojačala (op-pojačala) National Semiconductora mogu se uvjetno podijeliti u nekoliko obitelji (skupina) prema nizu parametara, a ta se podjela djelomično očituje u sustavu označavanja čipova koji koristi tvrtka. Ovaj:

1. Pojačala za opću uporabu (General Purpose - LM).

2. Velika brzina (High Speed ​​- LMH) - frekvencija jedinstvenog pojačanja je veća od 50 MHz.

3. Mala snaga (Low Power - LP, LPV) - potrošnja struje je manja od 1,5 mA.

4. Mikronapajanje (Micro Power - LP, LPV) - potrošnja struje je manja od 25 μA.

5. Niski napon (LMV) - napon napajanja manji od 3 V.

6. Preciznost - pojačanje veće od 100 dB, offset napon manji od 1 mV.

7. Niski šum (Low Noise) - napon buke je manji od 10 nVC Hz.

8. Snažan (visoka izlazna snaga) - izlazna struja je veća od 100 mA.

9. S ulaznim i izlaznim naponom blizu napona napajanja (IO Rail to Rail).

Ova podjela, iz očitih razloga, nije stroga, klasifikacija slova se također ne poštuje uvijek, op-pojačalo može biti istovremeno brzo, niskošumno, s izlaznim naponom blizu napona napajanja, itd. Osim toga, mikrosklopovi istog tipa proizvode se u raznim paketima i verzijama - za opću upotrebu (komercijalnu), za industrijsku upotrebu (industrijska) i za specijalnu, čitaj - vojnu upotrebu (vojnu), koji se razlikuju po nizu parametara, u posebno u području radne temperature. Također treba napomenuti da se uz ovladavanje proizvodnjom novih proizvoda, tvrtka kontinuirano bavi unapređenjem i razvojem prethodno proizvedenih proizvoda, što se jasno vidi u, primjerice, poznatoj jeftinoj i vrlo popularnoj obitelji niskih proizvoda. -op-pojačala snage LM321/358/324(single/dual/quadruple) sa potrošnjom struje od 0,2 - 0,4 mA po kanalu. Proizveden je niz njihovih modifikacija: LP324/LP2902- quad micropower sa strujom potrošnje od 21 μA, LMV321/358/324 - niskonaponski, s naponom napajanja od 2,7 V do 5,5 V, LPV321/358/324, proizveden korištenjem vlasničke BICMOS tehnologije - mikronaponski niskonaponski sa strujom potrošnje od 9 μA itd.

Nastavljajući s razmatranjem operacijskih pojačala male i mikropojačala tvrtke National Semiconductor, prijeđimo na opisivanje najnovijih razvoja tvrtke.

Pojačalo LM7301, proizveden u minijaturnom paketu SOT23-5, koji zauzima 2 puta manje površine od SOIC-8, dizajniran za unipolarno napajanje u rasponu napona od 1,8 V do 32 V uz potrošnju struje od 0,6 mA. Ima "super" Rail to Rail ulaz (-0,25V do +5,25V pri +5V naponu napajanja) i Rail to Rail izlaz i savršen je za korištenje u svim vrstama prijenosne opreme, modema, PCMCIA kartica prijenosnih računala. itd.

Pojačala LMV751 i obitelj LMV821/2/4(single/dual/quad) dizajnirani za upotrebu u prijenosnoj RF opremi, prijenosnim računalima itd. LMV751 je precizno niskošumno op-pojačalo (razina šuma 6,5 ​​nV / Hz Hz) s jedinstvenom frekvencijom pojačanja od 5 MHz i malim offset naponom od 1 mV. Radi s jednim napajanjem od 2,7 do 5,5 V i troši struju od 0,6 mA. LMV821 pri istom naponu napajanja, troši 0,3 mA po kanalu, frekvencija jedinstvenog pojačanja je 6,5 MHz, ali ima više šuma, napona i struje prednapona. Pojedinačna pojačala su dostupna u minijaturnim SOT23-5 paketima.

LMV771- niskošumno, jeftino precizno op-pojačalo s proširenim rasponom radne temperature od -40 do +125 °C. Radi s jednim naponom napajanja od 2,7 do 5,5 V i troši struju od 0,6 mA, osiguravajući dobitak od 100 dB pri razini buke od 9 nVnV / Hz Hz. Pojačalo ima mali prednapon od 0,85 mV, a njegov temperaturni drift je također normaliziran u cijelom temperaturnom rasponu od 0,35 μV/°C. Omogućuje zajednički način ulaza od 0 V. Jedinstvena frekvencija pojačanja je 3,5 MHz. Proizvedeno u minijaturnom kućištu SC70-5 dimenzija 2x2x1 mm.

Serija pojačala LM6132-42 Dizajniran za upotrebu u uređajima velike brzine na baterije. LM6132/4(Dual/Quad) - Samokorigirano operacijsko pojačalo s jednim napajanjem koje postiže izvrstan omjer brzine i snage. Prednost mikrosklopa je također širok raspon napona napajanja od 2,7 V do 24 V, Rail to Rail ulaz i izlaz, te visok omjer odbijanja zajedničkog načina rada. Na frekvenciji jednostrukog pojačanja od 10 MHz, trenutna potrošnja je samo 360 μA, što ovo operacijsko pojačalo čini nezamjenjivim u prijenosnim uređajima kao što su instrumentalna pojačala, radio prijamnici i odašiljači, upravljački programi zaslona itd. LM6142/4- sličan LM6132/4, ali radi u širem rasponu napona napajanja od 1,8 V do 24 V, ima veći dobitak od 108 dB i omjer odbijanja zajedničkog moda od 107 dB, jedinstvenu frekvenciju pojačanja od 17 MHz pri potrošnji struje od 650 μA. Dostupni su u SOIC i MDIP paketima, kao i u CDIP paketima s rasponom radnih temperatura od -55 do 125 °C.

Zanimljiva su op-pojačala super niskog napona LMV931/2/4(jednostruki/dvostruki/četverostruki), koji rade na naponima napajanja od 1,5 do 5,5 V, usmjereni na korištenje u uređajima koji se napajaju jednim Li-Ion elementom. Zahvaljujući korištenju minijaturnih kućišta, operacijska pojačala se lako integriraju u mobilne telefone i računalne ploče. Pojačala imaju Rail to Rail ulaz i izlaz, nisku potrošnju struje od 100 µA po kanalu i pružaju jedinstvenu frekvenciju pojačanja od 1,4 MHz. Pojačanje na nultoj frekvenciji bez povratne sprege 101 dB. Prilagođeno za stabilan rad pri bilo kojem pojačanju, kao i kapacitivnim opterećenjima do 1000 pF. Rade u temperaturnom rasponu od -40 do +125 °C. Jednostruka operacijska pojačala dostupna su u minijaturnim paketima SC70-5 i SOT23-5, dvostruka operacijska pojačala u paketima MSOP-8 i SOIC-8, te četverostruka op pojačala u TSSOP-14 i SOIC-14 paketima.

Serijska pojačala LMC, proizvedeni korištenjem CMOS tehnologije, također spadaju u kategoriju male i mikropower. Njihova karakteristična karakteristika su zanemarivo male ulazne struje i, sukladno tome, rade u elektrometrijskim uređajima, uređajima za mjerenje struja propuštanja, različitoj znanstvenoj opremi itd. Na primjer, za precizno pojačalo LMC6001 tipična vrijednost ulazne struje 25 fA (f - femto 10 -15). Zanimljiva je tehnika koju tvrtka koristi za testiranje novoproizvedenih pojačala - 3 puta zaredom u prvoj minuti; instrumenti koji pokazuju ulaznu struju veću od 25 fA se odbijaju. Ovo pojačalo ima vrlo nisku razinu buke od 25nV/CHz. Postoji zaštita od elektrostatičkog potencijala do 2000 V. Izdaje se u MDIP kućištu.

Raspon pojačala serije LMC prilično je širok. Pojačala male snage LMC6022/4(dual/quad) izrađeni su korištenjem patentiranog Double-Poly Silicon-Gate procesa i mogu raditi na jednopolnim i dvopolnim izvorima napajanja do 15 V. Imaju izlaz Rail to Rail i nisku potrošnju energije od 40 μA po kanalu . Brža pojačala s Rail to Rail izlazom LMC6032/4 po vrlo niskoj cijeni imaju vrlo visok dobitak od 126 dB. Uz potrošnju struje od 0,4 mA, frekvencija jedinstvenog pojačanja je 1,4 MHz, a brzina promjene izlaznog napona je 1,1 V/µs. Niskonaponska operacijska pojačala LMC6035/6 Rail to Rail izlazi mogu raditi s jednim napajanjem od 2,7 V (npr. 3x NiCd baterije), što ih čini vrlo prikladnim za prijenosne sustave s vlastitim napajanjem. Inače, njihovi parametri su slični LMC6022/4. Pojačala su dostupna u raznim paketima.

Mikro pojačala snage LMC6041/2/4 s potrošnjom struje od 14 μA po kanalu imaju rekordno nisku ulaznu struju od 2 fA, izlaz Rail to Rail i mogu raditi s jednim napajanjem od 4,5 do 15,5 V, dok osiguravaju izlaznu struju do 21 mA. Ova pojačala izvrsno rade u sustavima za kontrolu snage, detektorima zračenja, različitoj znanstvenoj opremi.

Precizna pojačala imaju slične energetske parametre LMC6061/2/4, koji su s niskim offset naponom od 100 µV i visokim pojačanjem od 140 dB dobro prikladni za upotrebu u instrumentacijskim pojačalima s vlastitim napajanjem, medicinskoj i znanstvenoj opremi. Imajte na umu da su jednostruka (LMC6061) i dvostruka (LMC6062) pojačala ove serije također dostupna u CDIP paketima, dok je raspon radne temperature -55 - +125 °C.

Brža precizna operacijska pojačala LMC6081/2/4 na jediničnoj frekvenciji pojačanja od 1,3 MHz i brzini okretanja izlaznog napona od 1,5 V/μs, troše struju od 0,45 mA iz unipolarnog napajanja s naponom od 4,5 do 16 V. Također imaju visoko pojačanje od 130dB i nizak napon pomaka od 150uV. Pojačala su dostupna u SOIC i MDIP paketima.

Operativna pojačala male snage LMC6482/4(Dual/Quad) - tipična Rail to Rail ulazna i izlazna pojačala. Rade u rasponu napona napajanja od 3 do 15 V, troše struju od 0,5 mA po kanalu i daju izlaznu struju do 30 mA. Dizajniran za korištenje u raznim uređajima s malom potrošnjom energije. Trenutno se proizvodi jedno op-pojačalo LMC7101 u paketu SOT-23 s parametrima sličnim LMC6482, i njegovu poboljšanu verziju LMC8101 u microSMD i miniSOIC paketima. Potonji ima način blokiranja (Shutdown) s vremenom uključivanja od 10 μs, trenutna potrošnja u kojem ne prelazi 1 μA.

LMC6462/4- mikro power verzija LMC6482/4 uz potrošnju struje od 0,02 mA. Trenutno se proizvodi jedno op-pojačalo LMC7111 u paketu SOT-23-5 s parametrima sličnim LMC6462.

Pojačala LMC6492/4(dvostruki/četverostruki) s proširenim temperaturnim rasponom od -55 do +125 °C koriste se u automobilskoj elektronici. Njihovi parametri su u osnovi isti kao za LMC6482/4. Dostupan u SOIC paketu.

Pojačala LMC6572/4(dual/quad), dizajniran za rad u digitalnim uređajima s niskim naponom napajanja i osigurava kombinaciju vrlo visokih parametara - ulazna struja od 20 fA i pojačanje od 120 dB uz potrošnju energije od 40 μA po kanalu i napajanje iz Izvor 2,7 V. Izlaz iz tračnice i dostupni su u MSOP kućištima.

Završavajući dio o pojačalima male i mikropojačala, razmotrimo superekonomično dvostruko op-pojačalo sa potrošnjom struje manjom od 1 μA po kanalu LMC6442. Ispravljen je za uređaje s pojačanjem većim od 2 (manje od -1) i namijenjen je za upotrebu u širokoj klasi opreme s ultra-niskom potrošnjom energije - mobilni telefoni i dojavljivači, kontrolni senzori, znanstveni instrumenti itd. Radi s unipolarnim napajanjem od 1,8 do 11 V. Dostupan u MSOP-8 i drugim paketima.

Dvostruko operativno pojačalo zaslužuje posebnu pozornost. LM833 posebno dizajniran za korištenje u visokokvalitetnoj audio opremi. Ima iznimno širok dinamički raspon od preko 140 dB pri 4,5 nV/C Hz i iznimno nizak THD od 0,002%. Pojačalo je korigirano za bilo kakvo pojačanje i idealno je za sve vrste Hi-Fi - Hi-End opreme. Dostupan u 8-pinskim SOIC i MDIP paketima.

Prijeđimo na pregled brzih op-pojačala tvrtke National Semiconductor. Treba reći da je tvrtka postigla vrlo visoke rezultate u njihovom razvoju i proizvodnji, te su po mnogo čemu superiorni u odnosu na slične proizvode drugih proizvođača. Imajte na umu da trenutno postoje dvije vrste brzih operativnih pojačala - uz op-pojačala izgrađena prema tradicionalnim sklopovima koji koriste pojačala s povratnom naponom (VFA), pojačala s ulaznim stupnjevima - strujna pojačala s međusobnim spojnicama se široko koriste. Ta se pojačala nazivaju "pojačala s povratnom strujom - Pojačala s povratnom strujom (CFA)". Glavni parametar prijenosa takvih pojačala je koeficijent koji ima dimenziju otpora transimpedancije, a opseg su sve vrste impulsnih pojačala i video pojačala za kojima se ne traži ogroman ulazni otpor tradicionalnih operacijskih pojačala, a maksimalni izlazni napon Slew rate i unity gain frekvencija dolaze do izražaja, čije su vrijednosti za CFA znatno superiornije od odgovarajućih parametara za VFA.

Počet ćemo s operativnim pojačalima koja koriste konvencionalne VFA sklopove. Obitelj LMH6645/6/7(single/dual/single with blocking) - niskonaponska, male snage, brza Rail to Rail pojačala sa potrošnjom struje od 650 μA po kanalu. U načinu blokiranja (LMH6647), potrošnja struje se smanjuje na 50 µA. Jedinstvena frekvencija pojačanja 55 MHz, brzina okretanja 22 V/µs, tipična izlazna struja 20 mA. Ovo su tipična moderna pojačala u svojoj klasi, prikladna za korištenje u mnogim elektroničkim uređajima.

Pojačala LM6152/4, nastavak serije LM6132-42, dizajniran za upotrebu u uređajima koji rade na baterije velike brzine. Uz potrošnju struje od 1,4 mA, jedinstvena frekvencija pojačanja je 75 MHz, a brzina promjene izlaznog napona je 30 V/µs

Viši parametri imaju op pojačala LMH6642-55- relativno jeftina moderna Rail to Rail operativna pojačala velike brzine s dobrim omjerom performansi / potrošnje energije. Rade s jedno- i dvopolnim napajanjem do 12 V.

Pojačala LMH6642/3/4(single / dual / quad) - ovo su moderna op-pojačala velike brzine s parametrima tipičnim za njihovu klasu. Potrošnja struje 2,7 mA po kanalu, jednostruko pojačanje 130 MHz, brzina uspona 130 V/µs, tipična izlazna struja 115 mA. Brzo vrijeme postavljanja i nisko izobličenje, učinkovita zaštita od kratkog spoja, Rail to Rail ulaz i izlaz, te igle za balansiranje čine ove IC-ove idealnim za upotrebu u mnogim modernim elektroničkim uređajima. Dostupan u SOIC, miniSOIC i SOT-23 paketima. Može se koristiti kao zamjena LM6152/4.

Širokopojasno (190 MHz, 170 V/µs) Rail to Rail pojačalo s jednim napajanjem LMH6639 može isporučiti 190 mA izlazne struje. Postoji način rada Shutdown s vremenom uključenja od 85 ns, u kojem se potrošnja struje smanjuje na 400 μA. U kombinaciji s brzim vremenom uspostavljanja od 33 ns, ovo pojačalo je vrlo pogodno za korištenje u multipleksiranim aplikacijama, kao međuspremno pojačalo, CD ROM pogoni itd.

Zanimljivo dvostruko pojačalo velike brzine LMH6672 s maksimalnom izlaznom strujom od 600 mA. Pojačalo se korigira za pojačanje od 2 ili više, osiguravajući širinu pojasa od 130 MHz i brzinu od 160 V/µs. Raspon napona napajanja od 5 do 12 V, potrošnja struje 6,2 mA po kanalu. Op-pojačalo ima nisku razinu buke, osigurano je balansiranje. Dostupan u SOIC, PSOP i LLP paketima. Namijenjen je za korištenje kao glavno pojačalo, kao i u modemima i sličnim uređajima. Može se koristiti za zamjenu LM6181/2, LM7171 i LM7372.

Pojačala LMH6654/5(jednostruko/dvostruko) veća širina pojasa. Potrošnja struje 4,5 mA po kanalu, jedinstvena frekvencija pojačanja 250 MHz, brzina okretanja 200 V/µs, tipična izlazna struja 180 mA. Imaju nisku razinu ulazne buke od 4,5 nV i 1,7 pA, brzo vrijeme smirivanja izlaznog napona od 25 ns i mogu se koristiti u raznim uređajima. Dostupan u paketima SOIC-8, SOT23-5 (LMH6654) i MSOP-8 (LMH6655).

Pojačala LMH6657/8 I LMH6682/3- relativno jeftina ultra-brza operacijska pojačala s unipolarnim napajanjem od 3 do 12 V. Proizvedena su korištenjem VIPTM10 vlasničke tehnologije. Prikladni su za korištenje u uređajima za obradu video signala i CD/DVD servo pogonima, jer imaju kratko vrijeme staloženja i ne dopuštaju faznu inverziju izlaznog napona kada ulazni napon prelazi dopuštene vrijednosti (LMH6682/3), što može značajno pojednostaviti sklopove takvih uređaja.

Pojačala LMH6657/8(jednostruko/dvostruko) korigiraju se za rad s jediničnim pojačanjem dok osiguravaju širinu pojasa od 270 MHz i brzinu okretanja od 700 V/µs. Potrošnja struje 6,2 mA po kanalu, izlazna struja +80/-90 mA.

Pojačala LMH6682/3(dvostruko/trostruko), osiguravaju brzinu od 940 V/µs pri propusnosti od 190 MHz. Treba napomenuti da ova pojačala imaju vrlo niske koeficijente izobličenja tipa "diferencijalna faza" - 0,08% i "diferencijalno pojačanje" - 0,01 dB, što je vrlo važno za vrhunsku video opremu. Izdaju se u raznim slučajevima.

Ultra-brza pojačala s izlaznim naponom većom od 1000 V/µs dizajnirana su za rad u raznim video uređajima. U seriji LM, ovo LM6171/2 I LM6181/2(jednostruki/dvostruki), proizvedeni korištenjem vlasničke VIPTM11 tehnologije. Prvi od njih izrađen je prema VFA krugu i osigurava, uz potrošnju struje od samo 2,5 mA, brzinu napona od 3600 V/μs na frekvenciji jediničnog pojačanja od 100 MHz. LM6181/2 Izrađen je prema strujnom povratnom krugu CFA i osigurava izlazni napon od +10 V uz otpor opterećenja od 100 Ohma. Brzina promjene izlaznog napona je 2000 V/µs na frekvenciji jediničnog pojačanja od 100 MHz. Opisana pojačala, unatoč činjenici da pripadaju kategoriji "sa snažnim izlazom" - High Output - maksimalna vrijednost izlazne struje doseže 130 mA, imaju vrlo niska izobličenja kao što su "diferencijalno pojačanje" i "diferencijalna faza" i može se koristiti u video opremi NTSC i PAL standarda, visokopropusnim filterima itd. Također su dostupni u SOIC i MDIP paketima.

Pojačalo LMH6609 dizajniran za upotrebu u analognim pretvaračima i filterima. Na frekvenciji jednostrukog pojačanja od 900 MHz i brzini od 1400 V/µs, crpi 7 mA iz jednostranog napajanja od 10 V. Pojačalo je u potpunosti korigirano, ima vrlo nisku razinu buke od 3,1 nV / C Hz i veliku izlaznu struju od 90 mA. Dostupan u 8-pinskim SOIC i 5-pinskim SOT paketima.

Vrlo niska buka i visoke radne frekvencije imaju pojačala LMH6622-28. Za LMH6624, ovaj parametar je 0,92 nV / C Hz i 2,3 pA / C Hz, a frekvencija jedinstvenog pojačanja je 1500 MHz. Pojačalo je prilagođeno za uporabu u uređajima s pojačanjem od 10 ili više i namijenjeno je za uporabu u komunikacijskoj tehnologiji i medicinskoj opremi. Nizak šum i pogreške karakteristični su za dvostruko širokopojasno pojačalo LMH6628, u kojem je relativna razina 2. / 3. harmonika na frekvenciji od 10 MHz -65 / -74 dB, odnosno, a vrijeme podešavanja izlaznog napona s točnošću od 0,1% iznosi 12 ns. To čini ovo pojačalo nezamjenjivim u razvoju brzih analognih pretvarača i ulazno-izlaznih uređaja.

Pojačalo je dizajnirano za korištenje u prijenosnoj video opremi i PC video karticama. LM7121, proizveden u pakiranju SOT23-5. Parametri pojačala su vrlo visoki: jedinstvena frekvencija pojačanja je 175 MHz, brzina napona je 1300 V/µs. Može raditi i s unipolarnim +5V napajanjem i bipolarnim u rasponu od +5V do +15V.

Ultra-brza operativna pojačala imaju rekordne parametre LM7171(single) i LM7372(dvostruko). Na temelju sklopa s povratnim naponom, imaju karakteristike strujnih pojačala s povratnom spregom - brzina kretanja od 4100 V/µs, učestalost jedinstvenog pojačanja od 200 MHz, izlazna struja od 100 mA (LM7171) i 3000 V/µs, 120 MHz, 150 mA respektivno za LM7372 sa potrošnjom struje od 6,5 mA po kanalu. Pojačala su korigirana za pojačanje napona veće od 2. S minimalnim diferencijalnim pojačanjem i faznim izobličenjem od 0,01% i 0,02o, ova su pojačala dobro prikladna za video, kabelsku i optičku opremu, radio i televizijsko emitiranje. Izdaju se u raznim slučajevima.

Serija super brzih operativnih pojačala LMH67xx Izrađen je prema vlasničkom tehnološkom procesu VIPTM10 prema CFA strujnom povratnom krugu i namijenjen je za korištenje u širokopojasnim radijskim i televizijskim sustavima. Započet ćemo naš pregled ovih mikro krugova LMH6702- niskošumno (napon buke smanjen na ulazni 1,83 nV) operacijsko pojačalo s rekordno niskom razinom harmonika (-100 dB na 5 MHz) i intermodulacijskog izobličenja, širine pojasa od 720 MHz i stope promjene izlaznog napona od 3100 V/ µs. Takve visoke performanse usmjeravaju primjenu LMH6702 u sustavima i instrumentaciji visoke rezolucije. Dostupan u SOIC i SOT-23 paketima.

Obitelj pojačala LMH6714/15/20/22(single/dual/locked/quad) s propusnim opsegom od 400 MHz uz pojačanje od 2 i brzinom uspona od 1800 V/μs pri potrošnji struje od 5,6 mA namijenjeni su prvenstveno za korištenje u video sustavima. Izlazno stanje visoke impedancije LMH6720, preklopljeno na 7ns TTL razini, vrlo je korisno za multipleksiranje više brzih signala na zajednički prijenosni vod. LMH6722 četverostruko pojačalo može se učinkovito koristiti u višekanalnim IF i aktivnim filterima visokog reda. Izdaju se u raznim slučajevima.

Pojačalo s jednim napajanjem od 4,5 do 12 V LMH6723 kombinira visoku učinkovitost (potrošnja struje 1 mA) sa širokim pojasom od 370 MHz, velikom brzinom okretanja od 600 V / µs i velikom izlaznom strujom od 110 mA, što ga čini nezamjenjivim za prijenosne video uređaje i sve vrste samonapajanih uređaja. pretvarači, trunk pojačala, prijenosni CD-DVD playeri, itd. Dostupan u SOIC i SOT23 paketima.

Zaključujući odjeljak, razmotrit ćemo širokopojasno operacijsko pojačalo LMH6732 s podesivom širinom pojasa od 0 do 1,5 GHz. Promjenom otpora jednog vanjskog otpornika, možete promijeniti potrošnju struje za više od 10 puta, a također staviti mikro krug u stanje pripravnosti sa potrošnjom struje od 1 μA. Parametri mikrosklopa su jedinstveni za sve vrijednosti potrošene struje: frekvencijski pojas 55 MHz, brzina okretanja izlaznog napona 400 V/µs, izlazna struja 9 mA pri potrošnji struje od 1 mA i 540 MHz, 2700 V/µs i 115 mA pri potrošnji struje od 9 mA. Pojačalo je sposobno raditi s jedno- i bipolarnim izvorima napajanja u rasponu od 9 do 12 V. Opseg namjene je izuzetno širok - video oprema, sustavi na baterije, sklopni uređaji itd. Imajte na umu da kako biste smanjili vrijeme dizajna za uređaje sa LMH6732 National Semiconductor nudi demo ploču za to.

Dakle, širok raspon integriranih operacijskih pojačala National Semiconductor i njihova niska cijena čine ih vrlo privlačnim za širok raspon ruskih proizvođača elektronike. Više tehničkih informacija možete pronaći na web stranici tvrtke http://www.national.com.

Izvršenje			Okvir	Raspon temperature	Raspon napona napajanja		Potrošnja struje po kanalu	Izlazna struja	Vrsta ulaza i izlaza	Ulazna struja	Pristrani napon		Bias Voltage Temperaturni koeficijent	Dobitak	Omjer odbijanja uobičajenog načina rada	Koeficijent utjecaja nestabilnosti napajanja	Jedinstvena frekvencija pojačanja.	Brzina rasta.	Napon buke
					napon napajanja		odustajem	Izašao sam	In - Out	ja pristranost	U offset		Drift	A vo	CMRR	PSRR	b.w.	SR	e buka
Singl	Doble	četverostruk (četverostruko)	paket		U		mA	mA	R do R	na	mV		µV/C	dB	dB	dB	MHz	V/µs	nV/C Hz
					min	Maks	Maks	Maks		tip	tip	Maks	tip	tip	tip	tip	tip	tip	tip
		LP324	DAKLE, TSSOP, MDIP	C	±1,5; +3,0	±16,0; +32	0,021	4,0	van	2,0	2,0	9,0	-	100	90	90	0,10	0,05	80
		LP2902	DAKLE, MDIP	ja	±1,5; +3,0	±13,0; +26	0,021	4,0	van	2,0	2,0	10	-	97	90	90	0,10	0,05	80
LMV321	LMV358	LMV324	SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23	ja	+2,7	+5,5	0,13	60	van	11	1,7	7,0	5,0	100	65	60	1,0	1,0	39
LPV321	LPV358	LPV324	SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23	ja	+2,7	+5,0	0,0090	17	van	1,7	1,2	7,0	2,0	100	70	65	0,15	0,10	-
LM7301			DAKLE, SOT-23	ja	±0,9; +1,8	±16; +32	0,6	9,5	unutra i van	90	0,03	6,0	2,0	97	90	104	4,0	1,25	36
LMV821	LMV822	LMV824	SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23	Ekstra I	+2,5	+5,5	0,30	40	van	30	1,0	3,5	1,0	100	85	85	6,5	2,0	24
LMV931	LMV932	LMV934	SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23	Ekstra I	+1,5	+5,5	0,16	75	unutra i van	15	1,0	6,0	2,0	100	78	100	1,0	0,45	45
LMV771			SC-70	Ekstra I	±1,5; +2,5	±3,0; +6,0	0,60	66	van	0,000100	0,3	1,0	0,35	100	90	90	3,5	1,4	9,0
LMV751			SOT-23	ja	+2,7	+5,5	0,60	15	van	0,001500	0,05	1,0	-	120	100	107	5,0	2,3	6,5
LMC6001			MDIP	ja	±2,3; +4,5	±7,7; +16	0,45	21	van	0,000010	0,35	1,00	2,5	123	83	83	1,3	1,5	22
	LMC6022	LMC6024	TAKO	ja	±2,3; +4,5	±8,0; +16	0,04	40	van	0,000040	1,0	9,0	2,5	120	83	83	0,35	0,11	42
	LMC6032	LMC6034	DAKLE, MDIP	ja	±2,3; +4,5	±8,0; +16	0,38	40	van	0,000040	1,0	9,0	2,3	126	83	83	1,4	1,1	22
	LMC6035	LMC6036	DAKLE, TSSOP	ja	+2,7	+16	0,40	5,0	van	0,000020	0,50	5,0	2,3	126	96	93	1,4	1,5	27
LMC6041	LMC6042	LMC6044	DAKLE, MDIP	ja	+4,5	+16	0,014	21	van	0,000002	3,0	6,0	1,3	120	75	75	0,075	0,020	83
LMC6061	LMC6062	LMC6064	DAKLE, CDIP	ja, M	+4,5	+16	0,020	21	van	0,000010	0,35	0,80	1,0	132	85	85	0,10	0,035	83
LMC6081	LMC6082	LMC6084	DAKLE, MDIP	ja	+4,5	+16	0,45	21	van	0,000010	0,35	0,80	1,0	124	85	85	1,3	1,5	22
	LMC6442		SO, MSO, MDIP	ja	+1,8	+11	0,0010	0,90	van	0,000005	3,0	7,0	0,4	103	92	95	0,010	0,0040	-
	LMC6462	LMC6464	DAKLE, MSO, CDIP	ja, M	+3,0	+15	0,020	27	van	0,000015	0,50	1,5	1,5	124	85	85	0,050	0,015	80
LMC7111			SOT-23, MDIP	ja	+2,7	+11	0,025	7,0	unutra i van	0,000100	3,0	7,0	2,0	112	85	85	0,050	0,027	-
	LMC6482	LMC6484	DAKLE, MSO, CDIP	ja, M	+3,0	+15	0,50	30	unutra i van	0,000020	0,75	3,0	1,0	116	82	82	1,5	1,3	37
LMC7101			SOT-23	ja	+2,7	+15	0,50	24	unutra i van	0,001000	3,0	7,0	1,0	110	75	80	1,1	1,1	37
LMC8101			MSMD, MSOP	ja	+2,7	+10	0,70	49	unutra i van	0,001000	0,70	5,0	4,0	80	80	80	1,0	1,0	22
	LMC6492	LMC6494	TAKO	ja	+5,0	+15	0,50	22	unutra i van	0,000150	3,0	6,0	1,0	110	82	82	1,5	1,3	37
	LMC6572	LMC6574	TAKO	ja	+2,7	+10	0,038	6,0	van	0,000020	3,0	7,0	1,5	120	75	75	0,22	0,09	36
	LM833		DAKLE, MDIP	C	±4,5	±18	2,5	40	Ne	500	0,30	5,0	-	110	100	100	15	7,0	4,5
	LM6132	LM6134	DAKLE, MDIP	ja	+1,8	+24	0,5	4,3	unutra i van	110	2,0	6,0	5,0	100	100	82	10	14	27
	LM6142	LM6144	DAKLE, MDIP	ja	+1,8	+24	0,8	6,2	unutra i van	180	1,0	2,5	3,0	108	107	87	17	25	16
LMH6645/7	LMH6646		DAKLE, SOT-23	ja	±2,5; +3,0	±6,0; +12	0,70	20	unutra i van	360	1,0	4,0	5,0	87	77	83	55	22	17
	LM6152	LM6154	DAKLE, MDIP	ja	+2,7	+24	2,0	8,0	unutra i van	500	2,0	5,0	10	107	84	91	75	30	9,0
	LMH6622		DAKLE, MSO	ja	±2,5	±6,3	4,3	90	Ne	4700	0,20	1,2	2,5	83	100	95	160	80	1,6
LM6171	LM6172		DAKLE, MDIP	ja	±5; +2,7	±16; +18	4,0	135	Ne	1000	3,0	6,0	6,0	99	110	95	100	3600	-
LM6181	LM6182		DAKLE, MDIP	ja	±3,5	±16	7,5	130	Ne	2000	2,0	4,0	5,0	-	60	80	100	1400	4,0
LM7121			DAKLE, SOT-23	ja	±5; +2,7	±18; +15	4,8	52	Ne	5200	0,90	8,0	-	72	93	70	175	1300	17
LM7171			DAKLE, MDIP, CDIP	ja, M	±2,7	±18	6,5	100	Ne	2700	1,0	3,0	35	81	105	90	200	4100	14
	LM7372		LLP, SO, PSOP	ja	±4,5	±18	6,5	150	Ne	2700	8,0	10	12	80	93	90	120	3000	14
LMH6609			DAKLE, SOT-23	ja	±3,0	±6,3	7,0	90	Ne	2000	0,8	3,5	-	-	73	73	180	1400	3,1
LMH6624	LMH6626		SO, MSO, CDIP, SOT-23	I, Ext I	±2,5; +5,0	±6,0; +12	15	100	Ne	50	0,25	0,95	0,25	79	90	90	1500	350	0,92
	LMH6628		SO, MSO, CDIP, CPACK	ja	±2,5	±6,0	9,0	85	Ne	300	2,0	5,0	5,0	63	62	70	300	550	2,0
LMH6639			DAKLE, MSO	ja	±2,5; +3,0	±6,0; +12	3,6	160	van	1000	1,0	7,0	8,0	100	93	96	190	170	6,0
LMH6642	LMH6643	LMH6644	DAKLE, SOT-23	ja	±2,5; +3,0	±6,0; +12	2,7	115	van	1500	1,0	7,0	5,0	80	72	75	130	130	17
LMH6654	LMH6655		DAKLE, SOT-23	ja	±2,5; +3,0	±6,0; +12	4,5	180	Ne	5000	1,0	4,0	6,0	67	90	76	250	200	4,5
LMH6657	LMH6658		SO, MSO, SC-70, SOT-23	ja	±2,5; +3,0	±6,0; +12	6,0	45	Ne	5000	1,1	7,0	2,0	85	82	82	270	700	11
	LMH6672		SO, PSOP, LLP	ja	±2,5	±6,5	6,2	600	Ne	8000	0,2	4,0	-	68	100	78	200	170	4,5
	LMH6682	LMH6683*	DAKLE, MSO, TSSOP	ja	±2,5; +3,0	±6,0; +12	6,5	80	Ne	5000	1,1	7,0	2,0	85	82	76	190	940	12
LMH6702			DAKLE, SOT-23	ja	±5,0	±6,0	12	80	Ne	6000	1,0	6,0	13	-	52	48	720	3100	1,8
LMH6714/20		LMH6722	DAKLE, SOT-23	ja	±5,0	±6,0	5,6	70	Ne	1000	0,2	6,0	8,0	-	58	54	400	1800	3,4
	LMH6715		DAKLE, CDIP	ja	±5,0	±6,0	5,0	70	Ne	5000	2,0	8,0	30	-	60	56	480	1300	3,4
LMH6723			DAKLE, SOT-23	ja	+4,5	+12	1,0	110	Ne	400	1,0	3,5	-	-	64	60	370	600	4,3
LMH6732			DAKLE, SOT-23	ja	±4,5	±6,0	9,0	115	Ne	2000	3,0	8,0	16	-	62	52	540	2700	2,5

*ugrađeno pojačalo

Osnovan 1959., National Semiconductor prešao je dug put od proizvodnje prvih diskretnih tranzistora do najsloženijih modernih mikroelektronskih uređaja. Jedna od prioritetnih aktivnosti tvrtke tijekom cijelog postojanja bio je razvoj integriranih operacijskih pojačala (op-pojačala).

Godine 1968. inženjeri National Semiconductora stvorili su prvo na svijetu dvostupanjsko operacijsko pojačalo LM101, što je označilo početak cijelog trenda u izgradnji svih vrsta analognih elektroničkih uređaja. Moderna National Semiconductor operacijska pojačala odgovaraju i u mnogim aspektima nadmašuju svjetsku razinu uređaja ove klase, a imaju cijene znatno niže od onih drugih tvrtki, omogućujući programerima da uspješno riješe širok raspon problema u stvaranju različite elektroničke opreme.

Većina modernih integriranih operacijskih pojačala izrađena je u krugu izravnog pojačanja s diferencijalnim ulazima i dizajnirana su za simetrično bipolarno napajanje (iako se sve više koristi unipolarno). Osim dva ulaza, izlaznog i izlaza snage, operacijsko pojačalo može imati i izlaze za balansiranje, korekciju, programiranje (podešavanje određenih parametara po količini kontrolne struje) i druge.

U idealnom slučaju, operacijsko pojačalo bi trebalo imati beskonačno pojačanje napona, beskonačno ulaznu i beskonačno malu izlaznu impedanciju, beskonačnu izlaznu amplitudu, beskonačan frekvencijski raspon pojačanja i nulti šum. Parametri operacijskih pojačala ne bi trebali ovisiti o vanjskim čimbenicima, naponu napajanja i temperaturi. Pod tim uvjetima, prijenosna karakteristika operacijskog pojačala pokrivenog negativnom povratnom spregom (NFB) točno odgovara prijenosnoj karakteristici CNF kruga i ne ovisi o parametrima samog pojačala.

Prava operacijska pojačala imaju karakteristike koje se razlikuju od idealnih, što je razlog njihove sveobuhvatne klasifikacije. Pravo operacijsko pojačalo je kompromis međusobno isključivih zahtjeva s postizanjem najboljih svojstava u jednom ili nekoliko parametara, a to mogu biti: minimiziranje prednapona i ulaznih struja, postizanje maksimalne širine pojasa pojačanih frekvencija i brzine okretanja izlaza napon, smanjenje potrošene struje i napona napajanja i drugo. Parametri operacijskog pojačala mogu se podijeliti u nekoliko skupina - ulaz, izlaz, pojačanje, frekvencija, energija, šum, itd. Uz radne parametre koji određuju nazivni temperaturni način rada operacijskog pojačala, dopuštene parametre ulaznih i izlaznih krugova i zahtjeve za napajanje, vrlo su važne i maksimalno moguće vrijednosti niza parametara, čiji višak nije dopušten. Trenutno postoji određena (iako ne vrlo stroga) klasifikacija operacijskih pojačala prema kombinaciji različitih parametara, što odražava njihovu preferiranu uporabu u određenoj klasi uređaja. Također napominjemo da su parametri operacijskih pojačala u velikoj mjeri određeni njihovim dizajnom sklopa i korištenom tehnologijom poluvodiča.

National Semiconductor koristi sljedeću klasifikaciju operacijskih pojačala, koja se djelomično očituje u prva dva ili tri slova oznake mikro krugova koje proizvodi tvrtka:

1. Pojačala opće namjene (opće namjene - LM, LMC) - pojačanje do 100 dB, prednapon preko 1 mV, jednostruka frekvencija pojačanja do 10 MHz.
2. Mala snaga (Low Power - LP, LPV) - potrošnja struje je manja od 1,5 mA.
3. Mikronapajanje (Micro Power - LP, LPV) - potrošnja struje je manja od 25 μA.
4. Niski napon (LMV) - napon napajanja manji od 3 V.
5. Preciznost (Precision - LMP) - pojačanje veće od 100 dB, napon pomaka manji od 1 mV.
6. Visoka brzina (High Speed ​​- LMH) - frekvencija jedinstva pojačanja veća od 50 MHz.
7. Niski šum (Low Noise) - napon buke manji od 10 nV / Hz 1/2.
8. Snažan (visoka izlazna snaga) - izlazna struja je veća od 100 mA.
9. S izlaznim i ulaznim naponom blizu napona napajanja (Rail to Rail Output/Input).

U Rail to Rail pojačalima maksimalna i minimalna amplituda izlaznog napona praktički se poklapaju s odgovarajućim vrijednostima ​​napona napajanja, a dopuštene vrijednosti​​ zajedničkog ulaznog napona jednake su ili čak može ići iznad napona napajanja. Potonji se koristi, na primjer, u pojačalima s unipolarnim napajanjem s mogućnošću primjene negativnog napona na ulaz.

Kao što je gore spomenuto, iz očitih razloga, ova podjela nije stroga, klasifikacija slova se također ne poštuje uvijek, operacijsko pojačalo može istovremeno biti niskonaponsko, brzo, niskošumno, s izlaznim naponom blizu napona napajanja , itd. Osim toga, operativna pojačala iste vrste dostupna su u različitim paketima, kao i dva, tri ili četiri pojačala u jednom paketu (višekanalni) i, konačno, u verzijama namijenjenim za opće (Commercial - C), industrijske ( Industrijske - I, E) i vojne primjene (Military - M), koje se razlikuju po nizu parametara, posebno u području radne temperature (C: 0...+70 °C; I: -40... +85 °C; E: -40... +125 °C M: -55...+125 °C).

Također treba napomenuti da uz ovladavanje proizvodnjom novih proizvoda, tvrtka kontinuirano unapređuje i razvija operativna pojačala koja su ranije proizvedena, što se jasno vidi, na primjer, u poznatoj jeftinoj i vrlo popularnoj obitelji nisko-pojačala. četverostruka operativna pojačala s jednim napajanjem (Single Supply) LM124 / 224/324/2902 i potrošnjom struje od 0,2–0,4 mA po kanalu. Proizveden je niz njihovih modifikacija: LP324/LP2902 - mikronapon sa strujnom potrošnjom od 21 μA, LMV324 - niski napon, s naponom napajanja od 2,7 do 5,5 V, LPV324 - mikronapon niskog napona sa potrošnjom struje od 9 μA, proizveden korištenjem BiCMOS vlasničke tehnologije i druge .

Također napominjemo da za moderna operacijska pojačala, kao i za druge integrirane sklopove, postoji tendencija smanjenja veličine i sve više upotrebe površinskih paketa. Ranije rasprostranjeni DIP i TSSOP paketi zamjenjuju se znatno manjim SOIC, SOT-23 i SC-70 (potonji je dimenzija 2x2x1mm); Brojni površinski postavljeni mikro krugovi proizvode se u posebno malim microSMD paketima dimenzija 1,285 × 1,285 × 0,85 mm ili manje.

Naš prethodni članak bavio se visokobrzim operativnim pojačalima tvrtke National Semiconductor. Ovdje ćemo se usredotočiti na druge vrste operativnih pojačala koje je tvrtka objavila posljednjih godina. Započnimo pregled s pojačalima, čiji su glavni parametri pri naponu napajanja od 5 V dati u tablici 1 i odgovaraju operacionim pojačalima opće namjene.

Tablica 1. Glavni parametri suvremenih operacionih pojačala opće namjene National Semiconductor

Operacijska pojačala opće namjene

Kao što je vidljivo iz tablice 1, većina ovih pojačala su niskonaponska i niskonaponska i mikropojačala u minijaturnom pakiranju, što odražava suvremene trendove u dizajnu elektroničke opreme.

Obitelj operativnih pojačala LMV341/2/4 dizajnirana je za korištenje u prijenosnoj opremi s vlastitim napajanjem. Operacijska pojačala karakteriziraju vrlo visoka ulazna struja i parametri buke. U načinu rada Shutdown potrošnja struje je smanjena na tipičnu vrijednost od samo 45 pA, a vrijeme prijelaza u radni način rada ne prelazi 5 µs. Pojačala su dostupna u raznim kutijama, uključujući i SC70-6L, koji je vrlo pogodan za postavljanje na matične ploče osobnih računala i prijenosnih računala. Imajte na umu da ova pojačala mogu raditi u proširenom temperaturnom rasponu (do 125 °C).

Karakteristična značajka obitelji operacijskih pojačala LMV931 / 2/4 i LMV981 / 2 (s isključenim načinom rada) je vrlo nizak minimalni napon napajanja od 1,8 V, te ih je stoga tvrtka pozicionirala za upotrebu u opremi koja se napaja jednim Li-Ion galvanski element, kao i za sustave upravljanja napajanjem. Ova pojačala također imaju Rail to Rail ulaz i izlaz i vrlo visoko (101 dB) pojačanje uz relativno nisku razinu buke, što omogućuje korištenje ovih operacijskih pojačala u niskonaponskoj audio opremi.

Obitelji operacijskih pojačala LMV321/358/324 i LPV321/358/354 (niskonaponske i mikronaponske verzije njihovih superpopularnih op-pojačala serije LM), kao i minijaturna mikroSMD i LP2902 op-pojačala LM2904/02 -amp obitelji (analozi LM358/324 i LP324) su klasična moderna operacijska pojačala opće primjene i mogu se koristiti u širokoj klasi uređaja. Imajte na umu da LM2904/02 i LP2902 mogu raditi na jednom ili dvostrukom napajanju u rasponu od 3V do 32V.

Operativno pojačalo LMV301 je CMOS verzija LMV321. Ima iznimno nisku ulaznu struju i nizak minimalni napon napajanja za pojačala u malom SC70 paketu i može se koristiti u uređajima za uzorkovanje i zadržavanje, pojačivačima signala fotosenzora i drugim uređajima na baterije.

Operacijska pojačala iz obitelji LMV821/22/24 karakteriziraju relativno velika brzina (frekvencija pojačanja jedinice 5 MHz, brzina napona 1,4 V/µs) uz nisku potrošnju energije. Također imaju dobre parametre za prednapon i njegov drift (3,5 mV i 1 µV/°C, respektivno). Dostupan u raznim slučajevima i dizajniran za korištenje u komunikacijskoj tehnologiji - modemi, bežični i mobilni telefoni i drugi uređaji.

LMC7101 rail-to-rail ulazno/izlazno op-pojačalo i njegova varijanta mikronapajanja LMC7111 su minijaturna CMOS op-pojačala dizajnirana za upotrebu u raznim prijenosnim aplikacijama s vlastitim napajanjem. Zbog svoje vrlo niske ulazne struje, mogu se koristiti u uređajima za uzorkovanje i držanje i drugim uređajima koji zahtijevaju visok ulazni otpor (zajamčena vrijednost od najmanje 1 TΩ).

Zanimljiva su operacijska pojačala LM7301 s Rail to Rail ulazom i izlazom, koja kombiniraju vrlo visoke vrijednosti različitih parametara, posebno širok raspon napona napajanja, relativno brz odziv, veliko pojačanje i odbijanje uobičajenog načina rada, kao i CMOS op. pojačala LMC8101 s mogućnošću isključivanja. Ova pojačala su dostupna u minijaturnim SOT-23 i microSMD paketima i mogu se koristiti u raznim uređajima s odgovarajućim parametrima.

Relativno moćna i brza op-pojačala LM8261/2 i LM8272 s Rail to Rail ulazom i izlazom i neograničenim kapacitetom opterećenja dizajnirana su za upotrebu u upravljačkim sklopovima za LCD zaslone, DAC izlazne stupnjeve, pojačala za slušalice i druge uređaje. Rade u širokom rasponu napona napajanja i karakteriziraju ih niska razina buke i izobličenja.

Niskošumna operativna pojačala obitelji LMV721/2 dizajnirana su za uporabu u ulaznim stupnjevima opreme za pojačanje, uključujući i one na baterije. Dostupni su u minijaturnim i neupakiranim verzijama za ugradnju u razne uređaje, poput elektretnih mikrofona.

Precizna operacijska pojačala

Zatim prelazimo na razmatranje najnovijih dostignuća preciznih National Semiconductor operacijskih pojačala, čiji su glavni parametri pri naponu napajanja od 5 V dati u tablici 2. Osim parametara operativnih pojačala opće namjene za precizna pojačala , temperaturni drift bias napona, pojačanja i koeficijenata odbacivanja zajedničkog moda vrlo su važni signali (Common Mode Rejection Ratio - CMRR) i utjecaj nestabilnosti napona napajanja (Power Supply Ripple Rejection - PSRR).

Tablica 2. Glavni parametri suvremenih National Semiconductor preciznih operacijskih pojačala

Obitelji LMC6081/2/4 i LMC6482/4 op-pojačala s Rail to Rail ulazom i izlazom temelje se na CMOS tehnologiji i tipična su precizna op-pojačala koja mogu raditi s jednim napajanjem. Dostupni su i njihovi mikronaponski kolege sa potrošnjom struje od 20 μA i smanjenom brzinom - LMC6061/2/4 i LMC6462/4. Opseg ovih operacijskih pojačala su instrumentalna pojačala, uređaji za obradu signala, pojačala signala za piezoelektrične i radijacijske senzore, medicinska oprema (pojačala biopotencijala) itd.

Posebnost operacijskih pojačala LMC6001 je zanemariva tipična vrijednost ulazne struje od 10 fA i, sukladno tome, mogućnost rada u elektrometričkim uređajima, uređajima za mjerenje struja curenja, detektorima zračenja, različitoj znanstvenoj opremi itd. Tehnika koju koristi tvrtka testirati svaki od novoproizvedenih LMC6001 čipova - 3 puta zaredom u prvoj minuti. Slučajevi s ulaznom strujom većom od 25 fA se odbijaju. Prednost operacijskih pojačala je i niska razina buke od 22 nV / Hz 1/2 i prisutnost zaštite od elektrostatičkog potencijala do 2000 V. Dostupan je u MDIP paketima i okruglom MCAN staklo-metalnom paketu. Imajte na umu da je uspješna uporaba operacijskih pojačala s niskim ulaznim strujama moguća samo u nedostatku struja curenja na površini ploče. Veličina ovih struja može premašiti ulazne struje pojačala za nekoliko redova veličine i stoga uzrokovati značajan pomak njegove nule. Izlaz je stvaranje posebnih sigurnosnih prstenova na tiskanoj ploči oko ulaza operativnih pojačala ili povezivanje ulaza pojačala s drugim elementima sklopa izvan ploče. Uzorci uzoraka tiskanih ploča za montažu pojačala s ultra niskim ulaznim strujama dostupni su na web stranici tvrtke.

LMV751 i LMV771/2/4 niskošumna precizna operacijska pojačala s Rail to Rail izlazom i unipolarnim napajanjem dostupna su u minijaturnim paketima i dizajnirana su za korištenje u ulaznim stupnjevima različite opreme. Karakteriziraju ih povećana brzina i nisko izobličenje, što omogućuje korištenje ovih operacijskih pojačala u visokokvalitetnoj opremi s niskonaponskim napajanjem.

Treba napomenuti da National Semiconductor proizvodi posebna operacijska pojačala - dual LM833 i quad LM837 (nije prikazano u tablici) - za korištenje u audio opremi Hi-Fi klase. Po svojim parametrima ova pojačala su bliska preciznim i odlikuju se niskim offset naponom (0,3 mV), visokim pojačanjem (110 dB), vrlo niskom razinom šuma u audio rasponu (4,5 nV / Hz 1/2) i izuzetno mala nelinearna distorzija (0,0015%). Operacijska pojačala su korigirana za bilo kakvo pojačanje do jedinice, a uz njihovu upotrebu u predpojačalima, mogu se koristiti u širokom rasponu opreme za pojačavanje slabih signala.

Najnovije dostignuće National Semiconductora je LMP2011/2/4 serija pristupačnih, ultra preciznih op-pojačala, temeljenih na jedinstvenoj tehnologiji kontinuirane korekcije pomaka ulaza, s zanemarivim naponom pomaka (tipično 0,8 µV) i temperaturnim pomakom (0,015 µV/°) OD). Za razliku od ostalih operacijskih pojačala koja koriste relativno niskofrekventnu stabilizaciju čopera, što stvara značajnu buku i izobličenje signala, LMP201x ima frekvenciju korekcije od 35 kHz, što omogućuje prijenos glavnog spektra šuma u visokofrekventno područje, čime se postiže vrlo niska razina.šum i izobličenje u frekvencijskom području do nekoliko desetaka kiloherca. Općenito, kombinacija izvrsnih karakteristika LMP201x operativnih pojačala, kao što su ultra-niski pomak i drift, vrlo visoka propusnost i brzina okretanja za precizna operacijska pojačala, u kombinaciji s niskim šumom i malom potrošnjom struje, omogućuje korištenje ovih mikro krugova u širokoj klasi uređaja s poboljšanom preciznošću i temperaturnom stabilnošću.

Kako bismo zaključili ovu recenziju preciznih operacijskih pojačala, pogledajmo još jedan noviji proizvod National Semiconductor, obitelj preciznih diferencijalnih pojačala LMP8270/1 s fiksnim pojačanjem i ultra širokim ulaznim zajedničkim naponskim rasponom, dizajniranih za korištenje u strujnom -mjerni uređaji, automobilska elektronika i drugi sklopovi u kojima je potrebno izolirati slab diferencijalni signal od vrlo velikog zajedničkog napona.

Struktura i tipični sklopni krug pojačala LMP8271 u strujnom strujnom krugu prikazani su na sl. 1. IC sadrži vlastiti ulaz za pomicanje razine i dvostupanjsko pojačalo s ukupnim pojačanjem od 20. LMP8270 nema OFFSET pin. U tipičnom sklopnom krugu, veza između stupnjeva se provodi kroz najjednostavniji RC niskopropusni filtar s vanjskim kondenzatorom.

Riža. 1. Struktura i tipični sklopni sklop LMP8271 pojačala

LMP8270 pojačava samo pozitivni polaritet ulaznog signala, dok LMP8271 također može pojačati negativni signal. Sposobnost pojačanja negativnog ulaznog napona V IN postiže se pomicanjem razine izlaznog napona V OUT za neku konstantnu vrijednost prema grafikonima prikazanim na sl. 2. Pomak se izvodi primjenom upravljačkog napona na poseban ulaz LMP8271 OFFSET čipa. Ako je OFFSET ulaz spojen na masu, LMP8271 ističe samo pozitivan ulazni signal. Kada se napon napajanja V S dovede na OFFSET pin, izlaznom naponu pojačala dodaje se polovica napona napajanja i time ulaz pojačala postaje bipolaran. U principu, bilo koji napon V X od 0 do V S može se primijeniti na OFFSET ulaz, dok se V X /2 dodaje izlaznom naponu.

Riža. Slika 2. Ovisnost ulaznog i izlaznog napona LMP8271 pojačala o upravljačkom signalu OFFSET

Programabilna operacijska pojačala

National Semiconductor proizvodi niz operativnih pojačala čiji se parametri mogu kontrolirati promjenom struje kroz poseban pin mikrosklopa - tzv. programabilna operacijska pojačala. Najnoviji model programabilnog operacijskog pojačala - dvostruko pojačalo LMV422 - zanimljiv je po tome što može raditi u dva načina rada, normalnom i ekonomičnom, dok se, naravno, parametri pojačala pogoršavaju, ali su glavne funkcije očuvane, što može biti vrlo korisno, na primjer, za održavanje opreme u stanju pripravnosti, prebacivanje na rezervno napajanje itd. U normalnom načinu rada (pun; PS kontrolni pin je uzemljen), operativna pojačala troše struju od 400 μA i imaju parametre blizu precizna pojačala (vidi tablicu 1). U ekonomičnom načinu rada (Low; više od 4,5 V se primjenjuje na PS upravljački pin), potrošnja struje se smanjuje na 2 μA, a pojačalo postaje ultra-mikropower. Svako pojačalo s čipom ima svoj neovisni PS kontrolni pin. Operacijska pojačala LMV422 korigirana su za pojačanje veće od 2 i dostupna su u 10-pinskom MSOP paketu.

Kombinirani uređaji

Tendencija smanjenja dimenzija elektroničke opreme navodi programere na stvaranje različitih kombiniranih uređaja na temelju operativnih pojačala. Konkretno, za potrebe video opreme National Semiconductor proizvodi setove brzih operativnih pojačala s multiplekserima LMH6570/2/4 čiji su parametri prikazani u tablici 3.

Tablica 3. Glavni parametri National Semiconductor multiplekserskih pojačala

Čip LMH6572 sadrži tri seta 2:1 multipleksora i visokokvalitetnih međuspremnika pojačala s pojačanjem od 2, te LMH6570 i LMH6574 - 2 odnosno 4 međuspremnika pojačala, multiplekser i visokokvalitetno operacijsko pojačalo velike brzine s vrlo visokim parametri za frekvencijski odziv, stopu okretanja, nelinearnu distorziju i šum, što im omogućuje da se koriste u raznim uređajima za obradu i pojačavanje video signala, monitorima, višekanalnim ADC-ima, televizijskoj opremi visoke razlučivosti, itd. vrijednosti izobličenja specifične za video signali kao što su "diferencijalno pojačanje" i "diferencijalna faza". Struktura i tipični sklopni sklop multipleksera LMH6570 i tablica njegovih stanja prikazani su na sl. 3. Rad multipleksera kontrolira se standardnim logičkim razinama na pinovima SEL i SD.

Riža. 3. Struktura i tipični sklopni krug multipleksera LMH6570 i njegova tablica stanja

Mnoga napajanja i druge aplikacije često koriste op-pojačala u kombinaciji s referentnim naponom (VRE). National Semiconductor proizvodi nekoliko kombiniranih IC-a koji sadrže dva ili više fiksnih ili varijabilnih referentnih op-pojačala. Na primjer, uzmite u obzir mikrosklop LM432, koji se sastoji od dva operativna pojačala slična popularnom LM358, i fiksnog izvora referentnog napona od 2,5 V s izlaznom strujom do 10 mA i nestabilnošću ne većom od 4 mV u temperaturnom rasponu od 40 do +85 °C. Struktura mikrosklopa prikazana je na sl. 4. Raspon njegovih primjena može biti najrazličitiji - najjednostavniji linearni stabilizatori napona, PWM impulsni pretvarači itd.

Riža. 4. Struktura LM432 čipa

Analogni komparatori

Portfelj proizvoda National Semiconductora također uključuje veliki broj integriranih analognih komparatora, koje tvrtka proizvodi s velikim uspjehom već dugi niz godina. Konkretno, serija komparatora s jednom opskrbom LM139/239/339 predstavljena 1970. pokazala se toliko uspješnom da njene modifikacije LM193/293/393/2903 i druge još uvijek proizvodi nekoliko tvrtki u različitim zemljama.

Uz parametre zajedničke operacionim pojačalima za komparatore, vrlo je važno vrijeme preklapanja (Response Time) - vremenski interval od početka usporedbe ulaznih napona do trenutka kada izlazni napon dosegne odgovarajuću logičku razinu. Suvremeni niskonaponski komparatori obično se izrađuju pomoću BiCMOS tehnologije, koja vam omogućuje kombiniranje velike brzine i niske razine buke s malom potrošnjom energije, kao i dobivanje izlaznog napona blizu napona napajanja. Poput operacijskih pojačala, komparatori se mogu općenito klasificirati u opće namjene ili opće namjene, velike brzine, mikro snage, izlazne željeznice, preciznosti, itd., a National Semiconductor koristi isti sustav za njihovo označavanje kao i za operacijska pojačala. Glavni parametri suvremenih komparatora National Semiconductor na naponu napajanja od 5 V prikazani su u tablici 4.

Tablica 4. Glavni parametri suvremenih analognih komparatora National Semiconductor

Obitelj univerzalnih komparatora, prikazana u prvom retku tablice, izrađena je bipolarnom tehnologijom s izlazom u obliku otvorenog kolektora (OC), radi u širokom rasponu napona napajanja (i bipolarnih i unipolarnih) i kompatibilan je s različitim tipovima digitalnih logičkih uređaja u smislu izlaznog napona: TTL, CMOS, ECL, itd. Najnoviji komparatori obitelji izrađeni su u minijaturnim microSMD paketima i dizajnirani su za korištenje u prijenosnim uređajima s vlastitim napajanjem.

Komparatori LMV331/393/339 su niskonaponska verzija prethodne obitelji, izrađena korištenjem BiCMOS tehnologije. Pozicionirani su za uporabu u uređajima s unipolarnim napajanjem od 2,7 do 5 V.

LP339 quad micropower comparator temelji se na bipolarnoj tehnologiji i dizajniran je za korištenje s CMOS logičkim uređajima u širokom rasponu napona napajanja. Važno je napomenuti da količina struje koju troši jedan komparator (15 μA) ne ovisi o naponu napajanja.

Micropower CMOS komparatori LMC7211 s push-pull izlazom (2T) i LMC7221 s otvorenim drenažnim (OS) izlazom dostupni su u minijaturnim SOT23 paketima i dizajnirani su za korištenje u raznim prijenosnim uređajima - prijenosnim računalima, mobilnim telefonima itd. LMC7215 i LMC7225 komparatori sa potrošnja struje od samo 0,7 μA. Ovi komparatori imaju Rail to Rail ulaz i izlaz i namijenjeni su za upotrebu u pripravnim krugovima.

Najnoviji komparatori tvrtke National Semiconductor temelje se na BiCMOS tehnologiji i imaju jedinstvenu kombinaciju različitih parametara. Moderni univerzalni komparatori LMV7235/39 pružaju vrijeme prebacivanja od 45 ns pri potrošnji struje od 65 µA. Brza verzija LMV7219 ima vrijeme prebacivanja od 7 ns, dok niskonaponske verzije LMV7271/2/5 i LMV7291 rade na naponu napajanja od 1,8 V. Jasno prebacivanje komparatora kada se uspoređuje ulaz koji se sporo mijenja signala je zajamčena unutarnjom histerezom kruga. Svi komparatori iz serije LMV72xx dostupni su u minijaturnim pakiranjima.

Precizni jednostruki i dvostruki CMOS komparator LMV761/2 karakteriziraju vrlo niski offset napon i ulaznu struju pri relativno velikoj brzini. Komparator LMV761 ima način rada Shutdown, koji smanjuje potrošnju struje na 0,2 µA, a izlaz komparatora prelazi u stanje visoke impedancije. Vrijeme prijelaza u radni način rada ne prelazi 4 μs. Imajte na umu da prema specifikacijama za ove IC-ove, neiskorišteni SD pin za onemogućavanje ne smije ostati slobodan, već ga treba spojiti na pozitivni pin napajanja.

Portfelj proizvoda National Semiconductora uključuje niz kombiniranih IC-a temeljenih na analognim komparatorima. Ovo je, na primjer, detektor pada napona napajanja LMS33460, koji formira aktivnu (nultu) razinu kada napon napajanja uređaja padne na 3 V. Struktura mikrosklopa LMS33460 i tipični sklop za njegovo uključivanje prikazani su na sl. pet.

Riža. Slika 5. Struktura čipa detektora pada napona LMS33460 (a) i njegov tipični sklopni krug (b)

Mikrokrug LMS33460, izrađen u minijaturnom paketu SC70-5, uključuje preciznu referencu, komparator s histerezom i izlazni stupanj s otvorenim odvodom. Raspon ulaznog napona mikrokruga je 0,8–7 V, količina potrošene struje ne prelazi 1 μA, dok je vrijeme prebacivanja u aktivno stanje 70 μs.

Odabir pravog op-pojačala

Kako bi smanjio vrijeme utrošeno na odabir i testiranje operativnih pojačala, National Semiconductor je stvorio prikladnu online tehnologiju, Amplifiers Made Simple, koja je dio softverske ljuske WEBENCH koja se nalazi na web stranici tvrtke. Novi interaktivni alat ima moćnu tražilicu koja vam omogućuje brzo i točno pronalaženje željene komponente među masom drugih proizvoda, od kojih svaki ima široku paletu električnih karakteristika.

U prvoj fazi, Amplifiers Made Simple omogućuje vam da odaberete optimalnu vrstu operativnog pojačala koja zadovoljava zahtjeve korisnika. Operativna pojačala se zatim traže među National Semiconductor proizvodima, što rezultira operacijskim pojačalima koja su najprikladnija za određeni zadatak. Kao i svi drugi alati u obitelji WEBENCH, Amplifiers Made Simple potpuno je besplatan. Različiti alati iz obitelji međusobno su integrirani, što korisniku stvara dodatnu pogodnost.

Uz pojednostavljena pojačala, dizajner elektronike više ne mora raditi dugotrajne izračune sklopova i skupe fizičke prototipove. Tehnologija omogućuje trenutni pristup najnovijim SPICE modelima, parametrima i drugim informacijama o National Semiconductor operativnim pojačalima, te omogućuje korisniku usporedbu karakteristika više uređaja istovremeno. National Semiconductor jamči isporuku svih proizvoda koje podržava WEBENCH u roku od 24 sata.

Širok raspon i niska cijena integriranih operacijskih pojačala National Semiconductors, kao i mogućnost online odabira, čine ih vrlo privlačnim za širok raspon razvijača elektronike. Informacije o razmatranim operativnim pojačalima, kao i drugim komponentama koje proizvodi National Semiconductor, možete pronaći na http://promelec.ru/lines/nsc.html ili na web stranici proizvođača www.national.com.

Književnost

1. Volovich G. I. Sklop analognih i analogno-digitalnih elektroničkih uređaja. Moskva: Izdavačka kuća Dodeka-XXI. 2005.
2. Nacionalni priručnik za analogne proizvode. Izdanje 2004.
3. Shtrapenin G. L. Operacijska pojačala velike brzine iz National Semiconductora // Chip News. 2003. broj 10.

Napajanje

Op-Amp diferencijalno pojačalo s jednim napajanjem - uključenje

Počnimo s pojmovima kako bi bilo jasnije o čemu će biti riječi u nastavku.

Pojačalo je čvor ili čak cijeli uređaj koji može povećati snagu električnog signala koji prolazi kroz njega. Ovdje se ne uzalud koristi riječ "snaga", budući da postoje i drugi uređaji koji povećavaju pojedinačne pokazatelje struje - njegovu snagu ili napon (na primjer, transformatori), takvi se elementi ne mogu nazvati pojačalima.

Diferencijalna pojačala su vrsta pojačala kod kojih izlazni signal odgovara razlici potencijala na ulazima (najčešće postoje dva ulaza, ali se vrlo rijetko koriste diferencijalna pojačala s jednim ulazom, npr. repetitori) uvećanoj za određeni faktor.

Op-amp (kratica za riječi "operational amplifier", na engleskom zvuči kao operacijsko pojačalo ili OpAmp) je podvrsta DC diferencijalnih pojačala koja imaju vrlo visoko pojačanje.

Oni su prikazani na dijagramima kako slijedi.

Op-pojačalo s jednim napajanjem

Napajanje op-pojačala može biti bipolarno (napajanje ima izlaz negativnog potencijala, pozitivnog i nula) ili unipolarno (isporučuju se samo pozitivni potencijal i nula).

Unipolarno napajanje op-ampa puno je lakše implementirati moderne sklopove napajane baterijama ili baterijama.

Prednosti unipolarnog napajanja op-amp uključuju sljedeće:

1. Potrošnja energije je smanjena (u usporedbi s bipolarnim);

2. Potreban je samo jedan izvor struje;

3. Moguće je izgraditi učinkovite sklopove za prijenosne uređaje koji se napajaju punjivim baterijama.

Zato je većina modernih operacijskih pojačala dizajnirana za unipolarno napajanje i zapravo rade na pola puta (na primjer, obitelj Rail to Rail).

No, zbog niske točnosti i smanjenog pojačanja, posebna se pozornost mora posvetiti ispravnom odabiru operacijskog pojačala.

Zbog velikog raspona op-pojačala i njihove funkcionalnosti, postupak odabira gotovog pojačala za vlastite potrebe postaje prilično kompliciran. U tome vam može pomoći sljedeći sklop vodećeg proizvođača STMicroelectronics.

Ovdje je GBR granična frekvencija, a Icc trenutna potrošnja. Da biste odabrali gotove elemente drugih proizvođača, možete koristiti pretragu izravnih analoga.

Uključivanje op-pojačala s unipolarnim napajanjem u krugovima

U nastavku razmatramo najpopularnije implementacije tipičnih OS zadataka.

Najjednostavnije je uključivanje operacijskog pojačala u krugove gdje je ulazni signal relativan u odnosu na masu.

Invertirajuće pojačalo će izgledati ovako.

Izlazni signal će se izračunati po formuli

Krug će raditi samo ako je Vin pozitivan.

Ispod je op-pojačalo s pristranošću primijenjenom na neinvertirajući ulaz.

Ovako će se uključiti snažnije neinvertirajuće op-pojačalo.

Ovdje je pojačanje 10 (pod pretpostavkom da je R1 910 kΩ, R2 100 kΩ, a R3 91 kΩ, LM358 se koristi kao DA1). Izračun se temelji na formuli k=1+R1/R2.

Opcija diferencijalnog pojačala.

15.07.2019 - 08:24
Može biti

Sergej / 2.6.2019 - 23:23
Uout \u003d (1 + 2 R1 / R2) (Uin1 - Uin2) Pitam se koliki je izlazni napon ako je Uin1

Mobilni elektronički sustavi na baterije postaju sve češći.
Obično koriste jedan napon napajanja od 5 V ili manje. Sheme s unipolarnim
napajanje može smanjiti složenost napajanja i često povećati isplativost
uređaja.

Operacijska pojačala (op-pojačala) se pretežno koriste u bipolarnim krugovima, budući da ulazni i izlazni signali op-pojačala najčešće mogu imati i pozitivan i negativan polaritet u odnosu na zajedničku sabirnicu kruga. U slučaju da je neinvertirajući ulaz op-pojačala spojen na zajedničku sabirnicu, nema zajedničkog ulaznog napona koji uzrokuje grešku u pretvorbi signala od strane kruga op-pojačala (slika 1).

Tada je izlazni napon operacijskog pojačala Vout=-Vin R2/R1.

Ako izvor ulaznog signala nije spojen na zajedničku sabirnicu (slika 2, a), tada razlika potencijala Vsf između zajedničke sabirnice i izlaza izvora ulaznog signala utječe na izlazni napon Vout=-(Vin+Vsf)R2 /R1.

Ponekad je to prihvatljivo, ali češće izlazni napon pojačala mora nužno biti određen samo ulaznim signalom Vin. U ovom slučaju, op-pojačalo se koristi u diferencijalnoj vezi, a na drugi ulaz se primjenjuje pristranost, točno jednaka Vsf (slika 2, b). Napon Vsf postoji u oba ulazna kruga i, prema tome,
je infazni ulazni signal. Shema invertnog povezivanja op-pojačala s unipolarnim napajanjem prikazana je na sl. 3 .

Ovdje ulazni napon nije vezan za središnju točku izvora napajanja, kao što se obično radi u slučaju dvopolnog napajanja op-pojačala, već za negativni pol izvora napajanja. Ovaj sklop ne radi ako je ulazni napon pozitivan, jer izlazni napon u tom slučaju mora biti negativan, a ovdje nema negativnog napajanja. Za normalan rad s negativnim ulaznim signalima u ovom krugu, trebali biste koristiti operacijska pojačala koja omogućuju povezivanje ulaza na sabirnice napajanja. Neophodan zahtjev za spajanjem ulaza na zajedničku sabirnicu ili drugi referentni napon otežava izgradnju sklopova na op-pojačalu s unipolarnim napajanjem. Najprirodnije je koristiti unipolarno napajanje za operativna pojačala kada je izvor ulaznog signala unipolaran, na primjer fotodioda (slika 4.).

U drugim slučajevima, mogu se koristiti različite metode odstupanja ulaznih i izlaznih napona op-pojačala.

Jednostruko napajanje op amp bias

Na sl. Slika 5 prikazuje tri glavne sheme za povezivanje izvora pristranosti s unipolarnim napajanjem na op-amp.

Shema na sl. 5a je invertirajući sabirač,

na sl. 5, b - diferencijalno pojačalo,

a na sl. 5c - neinvertirajući zbrajač.

Općenito, odnos između ulaznog i izlaznog napona u tim krugovima može se prikazati jednadžbom

Vout=kVin+b . (3)

Jednadžba (3) odgovara grafu statičkog prijelaznog odziva kruga s operativnim pojačalom u obliku ravne linije
linije (slika 6).

Stol 1.

U tablici. 1 prikazane su vrijednosti konstanti k i b za jednadžbu (2), koje odgovaraju shemama na sl. pet . Ako u dijagramu na sl. 5, b zamijenite izvore V IN i V OF , zatim donji redak u stupcu “Sl. 5, b" kartica. jedan.
Krugovi i vrijednosti konstanti k i b biraju se tako da za sve moguće vrijednosti ulaznog napona
V IN stanje 0< V OUT < V S . (4)
Tipično, k je određen potrebnim pojačanjem kruga, tako da projektant može odabrati samo konfiguraciju kruga i konstantu b. Detaljnije se raspravlja o offsetu op-pojačala s unipolarnim napajanjem. Tipični sklopni krug op-pojačala za pojačavanje AC signala napajanih iz unipolarnog izvora prikazan je na sl. 7.

Ovdje je pristrani napon polovica napona napajanja. Otpornici djelitelja prednapona mogu se odabrati dovoljno visoki kako bi se izbjeglo opterećenje izvora napajanja i ulaznog signala.

Uvođenje umjetne nulte točke

Korištenje strujnih krugova može se napustiti ako se uvede umjetna nulta (srednja) točka, tj. točka kruga čiji se potencijal nalazi otprilike u sredini između potencijala pozitivnog i negativnog pola unipolarnog izvora napajanja. Kako bi sklop pojačao bipolarne signale, između ulaza invertnog pojačala i umjetne nulte točke spojen je izvor ulaznog signala.
(slika 8) .

U ovom slučaju, kako bi se izbjegla pristranost izlaznog napona, opterećenje R L je spojeno između izlaza pojačala i umjetne nulte točke. To komplicira konstrukciju krugova koji tvore nultu točku.

Na sl. Slika 9 prikazuje primjere shema formiranja potencijala nulte točke. Najjednostavniji je otporni djelitelj napona, čija je srednja točka spojena na umjetnu nultu točku 0 (slika 9, a). Međutim, u prisutnosti opterećenja R L, struja opterećenja I L teče kroz jedan od otpornika ovog djelitelja, stvarajući naponsku asimetriju između polova izvora napajanja i točke 0, a stupanj te asimetrije ovisi o jakosti struje.
opterećenja. Smanjenjem otpora razdjelnika smanjuje se nesimetrija ovih napona, ali se u isto vrijeme povećavaju gubici energije u razdjelniku.
Krug s zener diodom (slika 9, b) osigurava dobru stabilizaciju potencijala umjetne nulte točke u odnosu na negativni pol izvora napajanja. Kao zener diodu u ovom krugu, preporučljivo je koristiti izvor referentnog napona s dva izlaza (ili podesivi izvor s tri izlaza, kao što je npr.
(TL431). Ovaj sklop dobro radi kada op-pojačalo poništava izlaznu struju, ali održavanje stabilnog potencijala 0-točke sa značajnom izlaznom strujom tone zahtijeva otpornik niskog otpora R, što opet
uzrokuje veće gubitke. Slični problemi nastaju kada se koristi stabilizator napona sa serijskim kontrolnim elementom za formiranje umjetne nulte točke.
Najbolju izvedbu ima sklop s operativnim pojačalom spojenim prema neinvertirajućem sljedbenom krugu na središnju točku otpornog djelitelja napona (slika 9, c). U ovom krugu razdjelnik može biti visokog otpora, budući da je opterećen samo ulaznom strujom mirovanja operacijskog pojačala. Op-pojačalo uspoređuje potencijal na izlazu kruga s potencijalom na sredini djelitelja i održava napon na svom izlazu tako da je razlika između uspoređenih potencijala nula. Taj se učinak postiže djelovanjem negativne povratne sprege. Pri niskim strujama mirovanja koje troši ovaj krug (manje od 1 mA), takav aktivni djelitelj ima izlaznu impedanciju ne veću od 1 ohma.

Još učinkovitije je korištenje posebnih mikrosklopova za formiranje umjetne nulte točke (slika 9, d). Texas Instruments (SAD) proizvodi IC-ove tipa TLE2425. Ovaj IC se proizvodi u malom paketu s tri terminala TO-92 i osigurava struju kroz umjetnu središnju točku do 20 mA u bilo kojem smjeru uz potrošnju struje ne veću od 0,25 mA i dinamički izlazni otpor ne veći od 0,22 Ohma. U slučaju da se opterećenje ne može spojiti na zajedničku točku kruga ili na neku od sabirnica napajanja, možete koristiti najjednostavniju opciju za formiranje umjetne nulte točke na otpornom razdjelniku (slika 9, a), ali s mosnim pojačalom (slika 9, e).

U ovom krugu invertirajući sljedbenik na OU2 stvara potencijal na donjem polu opterećenja RL koji je antifazni u odnosu na potencijal njegovog gornjeg pola. Ovdje struja jednaka V IN / R1 teče u umjetnu nultu točku, pa otpor otpornika R1 treba uzeti što veći, inače je moguća simetrija ne nulte točke. Dodatne prednosti ovog kruga: povećanje maksimalne amplitude napona
pri opterećenju dva puta pri istom naponu napajanja i zamjetnom povećanju učinkovitosti pri cijelom rasponu izlaznog napona.

Dinamičko proširenje raspona

Smanjenje napona napajanja op-pojačala s konvencionalnih +15 V na unipolarni 5 V značajno smanjuje raspon amplitude ulaznog i izlaznog napona. Raspon amplitude u ovom slučaju može se definirati kao razlika između maksimalnog i minimalnog mogućeg ulaznog (izlaznog) napona. Korištenje pojačala dizajniranih za bipolarno napajanje također je moguće s unipolarnim napajanjem, ali, prvo, s malom razlikom potencijala između napojnih terminala, nemaju sve vrste takvih op-pojačala prihvatljive karakteristike (na primjer, pojačanje), i drugo, rasponu amplitude njihovi izlazni naponi su relativno mali zbog prilično visokih napona zasićenja tranzistora izlaznog stupnja. Ljuljanje izlaznog napona konvencionalnih pojačala opće namjene ne doseže gornji i donji potencijal napajanja za 1 ... 2 V pri nazivnom opterećenju. Kada se takvo pojačalo napaja iz unipolarnog izvora od 5 V, raspon amplitude izlaza bit će 1 ... 3 V. To znači ozbiljno smanjenje omjera signal-šum i smanjenje razlučivosti kruga .

Trenutno, za rad iz niskonaponskih izvora napajanja, uključujući unipolarne, razvijen je veliki broj modela op-amp s punim izlaznim zamahom („Rail-to-Rail“). Izlazni napon takvih pojačala tijekom rada u praznom hodu može varirati praktički od potencijala negativnog pola napajanja do potencijala pozitivnog pola.

Sklopovi izlaznih stupnjeva pojačala punog zamaha i konvencionalnih operacijskih pojačala su različiti. Izlazni stupanj konvencionalnih operacijskih pojačala izgrađen je prema zajedničkom kolektorskom krugu na komplementarnim tranzistorima (slika 10, a).

Pri korištenju takvog rješenja sklopa minimalni pad napona na izlaznom tranzistoru se u načelu ne može smanjiti. Kao što slijedi iz dijagrama na sl. 10, a, izvor struje I mora osigurati struju kolektora tranzistora stupnja za pojačavanje napona VT3 i baznu struju izlaznog tranzistora VT1. Za normalan rad strujnog kruga izvora potreban je pad napona na njemu VT1 od najmanje 1 V. Ostatak ukupnog pada napona pada na izlazni tranzistor. Minimalni pad na tranzistorima izlaznog stupnja možete smanjiti uključivanjem tranzistora u izlaznom stupnju prema krugu zajedničkog emitera (slika 10, b). Prema ovoj shemi, izgrađen je izlazni stupanj, na primjer, AD823 op-amp tvrtke Analog Devices.

Na sl. Slika 11 prikazuje napon zasićenja V SAT izlaznih tranzistora ovog pojačala kao funkciju struje opterećenja I L za maksimalni (V S -V OH) i minimalni (V OL) izlazni napon. Očito, kada je pojačalo u praznom hodu, maksimalni izlazni napon gotovo doseže napon napajanja, a minimalni se malo razlikuje od nule. Još bolje performanse u stanju mirovanja osiguravaju pojačala u kojima je izlazni stupanj izgrađen na komplementarnim MOSFET-ovima (slika 10, c).
Potpuno otvoreni otpori gornjeg i donjeg MOSFET-a izlaznog stupnja operacijskog pojačala tipa TLC2272 iz Texas InstRumentsa su 500 i 200 ohma, respektivno, kada se pojačalo napaja iz unipolarnog izvora od 5 V.

Ako je opterećenje R L spojeno između izlaza op-pojačala i zajedničke točke kruga, kao što je prikazano na sl. 4, tada je pri niskim izlaznim naponima izlazna struja također mala, a napon na otvorenom donjem tranzistoru pojačala je vrlo blizu nuli (djelići milivolta). Ako je struja opterećenja visoka, a opterećenje je povezano drugim terminalom na plus napajanja ili umjetnu nultu točku, napon na potpuno otvorenom izlaznom tranzistoru može doseći velike vrijednosti (više od 1 V) . Neke aplikacije zahtijevaju ne samo puni zamah izlaza operacijskog pojačala, već i puni zamah (Rail-to-Rail) ulaz zajedničkog načina napona V SP (ulaz punog zamaha). To je potrebno, na primjer, u neinvertirajućem krugu repetitora koji usklađuje senzor signala s analogno-digitalnim pretvaračem. Za neke primjene potrebno je da raspon ulaznih signala bude ispod potencijala zajedničke sabirnice za 0,2 ... 0,3 V. To je potrebno za unipolarno napajanje invertnog pojačala, gdje se negativni napon mora primijeniti na ulaz (slika 3), na primjer, u krugu fotometra (slika 4), gdje je polaritet napona na invertirajućem ulazu op-ampa nešto niži nego na neinvertirajućem. Pojačala s punim ulazom osjetno su složenija u sklopovima od konvencionalnih. Nemaju drugih prednosti, osim mogućnosti rada sa širokim rasponom ulaznog zajedničkog signala. Stoga ih treba koristiti samo tamo gdje je stvarno potreban puni zamah.

Na sl. 12, a prikazan je dijagram diferencijalnog ulaznog stupnja konvencionalnog op-pojačala. Sastoji se od dvije koordinirane strukture. Da bi ulazni signal dosegao potencijal zajedničke sabirnice koriste se p-n-p tranzistori.
Ova konstrukcija omogućuje primjenu potencijala zajedničke sabirnice na ulaz bez ometanja rada ulaznog stupnja. Na
kod nižeg zajedničkog ulaznog napona, ponašanje front-enda postaje nepredvidivo. Često dolazi do inverzije ulaza, u kojoj se mijenja predznak povratne sprege, a op-amp prelazi u način okidanja
(tzv. "snap"). Budući da je napon na izvoru struje V IT u krugu na sl. 12 i ne bi trebao biti
manji od 0,4 V (inače jednostavno neće raditi), a napon baza-emiter tranzistora V BE u aktivnom načinu rada
iznosi približno 0,6 V, tada ulazni zajednički signal mora biti najmanje 1 V ispod napona napajanja.

Na sl. 12, b prikazuje diferencijalnu kaskadu na n-kanalnim tranzistorima s efektom polja s kontrolnim p-n spojem (JFET tranzistori). Budući da je granični napon izvor-vrata takvih tranzistora -2 ... -3 V, lako je osigurati normalan rad ulaznog stupnja op-pojačala s malim negativnim zajedničkim ulaznim naponima. Ovako je izgrađen ulazni stupanj AD823 operacijskog pojačala s punim izlaznim zamahom. Ovo pojačalo radi normalno na -1 V< V СФ < V S –1 В.

Ako je potreban rad op-pojačala s punim rasponom ulaznog napona, tada se koristi dvostruki komplementarni diferencijalni stupanj (slika 12, c). Bipolarna varijanta prikazana na Sl. 12, c, koristi se u op-pojačalima tipa TLV245x i OP196, CMOS verzija ovog sklopa je u TLV247x i AD853x. Iz dijagrama je jasno da se oba diferencijalna pojačala ulaznog stupnja upravljaju istovremeno. Diferencijalno pojačalo (DU) s p-n-p tranzistorima radi do maksimalne razine ulaznih signala 1 V ispod napona napajanja. Za normalan rad n-p-n-pojačala potreban je zajednički signal od najmanje 1 V. Dakle, u zoni od 1 V V S –1 V i V SF<1 В - только один. Это обстоятельство вызывает довольно значительное изменение входных токов и напряжения смещения нуля (до 3 нА и 70 мкВ у TLV245x) при переходе через
granice ovih zona, što može uzrokovati izobličenje pojačanog signala. Ova izobličenja možete smanjiti serijskim povezivanjem s neinvertirajućim ulaznim otpornikom RC (slika 3), čiji je otpor određen formulom

Rc = R1R2/R1+R2 (5)

U tablici. 2 prikazuje glavne parametre (tipične vrijednosti) nekih tipova operacijskih pojačala dizajniranih za rad s jednim napajanjem.

Op-amp sklopovi s unipolarnim napajanjem

Linearni regulator napona
Dijagram linearnog stabilizatora napona na op-pojačalu s regulacijskim tranzistorom spojenim prema krugu s OK prikazan je na sl. 13, a.

Krug sadrži op-pojačalo spojeno prema krugu neinvertirajućeg pojačala s negativnom povratnom spregom, izvor referentnog napona V REF i regulacijski n-p-n-tranzistor VT spojen serijski s opterećenjem. Izlaznim naponom V OUT upravlja se krugom negativne povratne sprege koji je napravljen na otpornom razdjelniku R 1 R 2 . Operativno pojačalo igra ulogu pojačala pogreške. Pogreška je ovdje razlika između referentnog napona V REF danog izvorom referentnog napona (ION) i
izlazni napon djelitelja R 1 R 2

ΔV = V REF - V IZLAZ R1/R1+R2. (6)

Operativno pojačalo napaja se unipolarnim pozitivnim naponom. Istodobno, operativna pojačala dizajnirana za +15 V bipolarno napajanje mogu se koristiti u krugovima stabilizatora.
s ulaznim naponom do 30 V. Stabilizirani izlazni napon ograničen je odozdo minimalnim zajedničkim ulaznim naponom op-pojačala, a odozgo zbrojem napona zasićenja op-pojačala i zasićenja napon baze-emitera regulacijskog tranzistora, tj. minimalni dopušteni ulazno-izlazni napon stabilizatora kada se koristi
konvencionalna operacijska pojačala bit će velika (oko 3 V). Na sl. 13, b prikazuje dijagram stabilizatora sa smanjenim ulaznim/izlaznim naponom (tzv. LDO stabilizator). Ovdje je uključen regulacijski tranzistor
prema shemi s OE, pa može biti problema sa stabilnošću. Minimalni dopušteni ulazni/izlazni napon
ovaj sklop je ograničen samo naponom zasićenja kolektor-emiter regulacijskog tranzistora VT.

precizni ispravljač

Izvanredan po jednostavnosti, krug punovalnog preciznog ispravljača prikazan je na sl. četrnaest .

Uopće ne sadrži diode. Međutim, u ovom krugu mogu se koristiti samo op-pojačala s punim rasponom ulaznih i izlaznih napona (Rail-to-Rail). Pojačala se nužno napajaju iz unipolarnog izvora. Ako je V IN >0, tada op-pojačalo radi kao neinvertirajući sljedbenik. U ovom slučaju, pojačalo OU2 radi u diferencijalnom načinu rada i V OUT \u003d V IN. Na V IN<0 усилитель ОУ1 уходит в отрицательное насыщение, напряжение на его выходе становится равным нулю (питание однополярное!). Тогда усилитель ОУ2 переходит в режим инвертирующего повторителя, поэтому V OUT = –V IN . Как следствие, V OUT = |V IN |.

Op-pojačalo pojačala 2 uvijek radi u linearnom načinu rada, a potencijal neinvertirajućeg ulaznog op-pojačala na V IN<0 становится ниже потенциала отрицательного полюса источника питания. Не все операционные усилители это допускают. Например, сдвоенный ОУ ОР291 как нельзя лучше подходит для этой схемы. Его входы защищены от дифференциального перенапряжения встречно-параллельно включенными диодами, причем в цепи баз входных транзисторов включены резисторы сопротивлением в 5 кОм. Это позволяет усилителю выдерживать при однополярном питании входное синфазное напряжение до –15 В. В этом случае резистор R1 можно не включать. Иное дело - сдвоенный усилитель ОР296. Он не имеет защитных резисторов, и при его применении в этой схеме необходимо включать резистор R1=2 кОм.
Proizvođač preporučuje raspon ulaznog signala od ±1 V za ovaj krug s napajanjem od 5 V. Zbog činjenice da je op-pojačalu 1 potrebno dugo vremena da izađe iz zasićenja, frekvencijski raspon kruga ispada da je biti prilično uzak - za op-amp OP291 je 0 ... 2 kHz.

Krug za mjerenje struje

Za mjerenje velikih struja u vodovu pod relativno visokim potencijalom, krug prikazan na sl. 15 .

Struja koja teče kroz opterećenje stvara napon V IN na šantu Rsh, koji je ovdje senzor struje. Pretpostavljamo da je OU idealan. Tada kroz invertirajući ulaz pojačala ne teče struja, a budući da je napon između diferencijalnih ulaza pojačala jednak nuli, napon V IN se primjenjuje na lijevi otpornik R. Struja kroz otpornik R i kolektor tranzistora VT

l c \u003d V IN /R \u003d l L R w /R (7)

Zanemarujući osnovnu struju tranzistora, nalazimo izlazni napon kruga

V OUT \u003d l C R T \u003d l L R T R w / R (8)

Od te je sheme izrađen mjerač struje Burr-Brown INA168 (granice kristala prikazane su na slici 15 isprekidanom linijom). Dopušta do 60 V zajedničkog ulaznog napona i pojačanje napona šanta do 100. Struja koju crpi IC je samo 50 µA. Mikrokrug LT1787 slične namjene izgrađen je simetrično, budući da uključuje pojačalo s diferencijalnim ulazima i izlazima te opterećenjem u obliku strujnog zrcala. Dopušteni zajednički napon je također 60 V. Dinamički raspon -12 bita (72 dB). Čip mjerača struje MAX471 na čipu ima šant otpornik, dizajniran za struju do 3 A, dok MAX4372 nema takav otpornik, ali njegova pogreška pretvorbe ne prelazi 0,18%.

D/A pretvarač
s izlaznim naponom

Kombinacija strujnog izlaznog DAC-a, kao što je 12-bitni AD7541A, i operacijskog pojačala punog okreta prikazana je na slici 1. 16 .

Ovdje se koristi inverzno uključivanje otporne matrice R-2R. Op-pojačalo je spojeno prema shemi neinvertirajućeg pojačala s pojačanjem od 2. TL431 se može koristiti kao referentni izvor napona. Izlazni napon strujnog kruga zadan je s

VOUT = 2V REF /4096*DI, (9)

gdje je DI ulazni kod.

zaključke

Operacijska pojačala s bipolarnim napajanjem mogu raditi u krugovima s jednim izvorom, ali njihov ulazni i izlazni raspon mogu biti preuski. Op-pojačala dizajnirana za rad s jednim izvorom, zauzvrat, također mogu raditi u krugovima s bipolarnim napajanjem. Potrebno je samo da razlika potencijala između pozitivnog i negativnog izvora ne prelazi maksimalno dopušteni napon napajanja za ovu vrstu pojačala. Ako je potrebno pojačati izmjenične signale, tada je s unipolarnim napajanjem preporučljivo koristiti prednaponske sklopove i kondenzatore za spajanje (slika 7).
Ako je istosmjerni ulazni signal bipolaran, tada se mogu koristiti krugovi za pristranost, ali je prikladnije
uvod u strujni krug umjetne nulte točke. Ako se namjerava raditi s ulaznim signalima ispod potencijala zajedničke sabirnice s jednim napajanjem, treba poduzeti mjere, ako je potrebno, za zaštitu ulaza pojačala.

Georgij Volovič,
[e-mail zaštićen]

Književnost
1. Mancini R. Tehnike dizajna operacijskog pojačala s jednom opskrbom // Izvješće o primjeni SLOA030. - Texas Instruments
Inkorporiran. - Listopad 1999. - 23 str.
2. Volovich G. Stabilnost linearnih integralnih stabilizatora napona. - Krug, 2001. br.11.