Được thành lập vào năm 1959, National Semiconductor đã trải qua một chặng đường dài từ việc sản xuất các bóng bán dẫn rời rạc đầu tiên cho đến các thành phần phức tạp nhất của các thiết bị thông tin hiện đại. Với khả năng tạo ra các thiết bị có mức độ tích hợp từ các khối xây dựng cơ bản và hệ thống chip đơn đến bộ đa chip và đa chức năng hiệu suất cao, đồng thời kết hợp công nghệ tương tự và kỹ thuật số, công ty cung cấp các giải pháp tối ưu cho người tiêu dùng và truyền thông thị trường trong một loạt các sản phẩm. Cũng lưu ý các yếu tố cơ bản của thiết bị điện tử tương tự do National Semiconductor phát triển và sản xuất, cụ thể là các bộ khuếch đại hoạt động tích hợp, ít phổ biến hơn ở Nga so với các sản phẩm Thiết bị Analog, mặc dù trong hầu hết các trường hợp, chúng không thua kém gì sau với giá thấp hơn đáng kể. Các bộ khuếch đại hoạt động (op-amps) của National Semiconductor có thể được chia thành nhiều họ (nhóm) theo một số tham số có điều kiện, sự phân chia này được thể hiện một phần trong hệ thống đánh dấu chip mà công ty sử dụng. Điều này:

1. Bộ khuếch đại sử dụng chung (Mục đích chung - LM).

2. Tốc độ cao (High Speed ​​- LMH) - tần số khuếch đại thống nhất là hơn 50 MHz.

3. Công suất thấp (Low Power - LP, LPV) - dòng tiêu thụ nhỏ hơn 1,5 mA.

4. Micropower (Micro Power - LP, LPV) - dòng tiêu thụ nhỏ hơn 25 μA.

5. Điện áp thấp (LMV) - điện áp cung cấp nhỏ hơn 3 V.

6. Độ chính xác - đạt được hơn 100 dB, điện áp bù ít hơn 1 mV.

7. Tiếng ồn thấp (Low Noise) - điện áp nhiễu nhỏ hơn 10 nVC Hz.

8. Mạnh mẽ (Công suất đầu ra cao) - dòng điện đầu ra hơn 100 mA.

9. Với điện áp đầu vào và đầu ra gần với điện áp cung cấp (IO Rail to Rail).

Sự phân chia này, vì những lý do rõ ràng, không chặt chẽ, phân loại chữ cái cũng không phải lúc nào cũng được quan sát, op-amp có thể đồng thời nhanh, tiếng ồn thấp, với điện áp đầu ra gần với điện áp cung cấp, v.v. Ngoài ra, microcircuits cùng loại được sản xuất dưới nhiều dạng gói và phiên bản khác nhau - để sử dụng chung (thương mại), sử dụng trong công nghiệp (công nghiệp) và sử dụng đặc biệt, đọc - quân sự (quân sự), khác nhau về một số thông số, trong đặc biệt, trong phạm vi nhiệt độ hoạt động. Cũng cần lưu ý rằng cùng với việc thành thạo việc sản xuất các sản phẩm mới, công ty liên tục tham gia vào việc cải tiến và phát triển các sản phẩm đã sản xuất trước đó, điều này có thể thấy rõ, chẳng hạn như dòng sản phẩm rẻ tiền nổi tiếng và rất phổ biến. -power op-amps LM321/358/344(đơn / kép / bốn) với mức tiêu thụ hiện tại 0,2 - 0,4 mA trên mỗi kênh. Một số sửa đổi của chúng được tạo ra: LP324 / LP2902- bộ vi điều khiển quad với dòng tiêu thụ 21 μA, LMV321 / 358/324 - điện áp thấp, với điện áp cung cấp từ 2,7 V đến 5,5 V, LPV321 / 358/344, được sản xuất bằng công nghệ BICMOS độc quyền - điện áp thấp của vi điện với mức tiêu thụ hiện tại là 9 μA, v.v.

Tiếp tục xem xét các bộ khuếch đại op thấp và công suất vi mô của National Semiconductor, chúng ta hãy chuyển sang mô tả những phát triển mới nhất của công ty.

Bộ khuếch đại LM7301, được sản xuất trong một gói SOT23-5 thu nhỏ, chiếm diện tích ít hơn 2 lần so với SOIC-8, được thiết kế để cung cấp điện đơn cực trong dải điện áp từ 1,8 V đến 32 V với mức tiêu thụ dòng điện là 0,6 mA. Nó có đầu vào Rail to Rail "siêu" (-0,25V đến + 5,25V ở điện áp cung cấp + 5V) và đầu ra Rail to Rail và hoàn hảo để sử dụng cho tất cả các loại thiết bị di động, modem, thẻ PCMCIA của máy tính xách tay. Vân vân.

Bộ khuếch đại LMV751 và gia đình LMV821 / 2/4(đơn / kép / tứ) được thiết kế để sử dụng trong thiết bị RF di động, máy tính xách tay, v.v. LMV751 là một op-amp có độ ồn thấp chính xác (độ ồn 6,5 nV / Hz Hz) với tần số khuếch đại thống nhất là 5 MHz và điện áp bù nhỏ 1 mV. Hoạt động với một nguồn cung cấp 2,7 đến 5,5 V và tiêu thụ dòng điện 0,6 mA. LMV821ở cùng một điện áp cung cấp, nó tiêu thụ 0,3 mA mỗi kênh, tần số khuếch đại thống nhất là 6,5 MHz, nhưng nó có nhiều nhiễu hơn, điện áp và dòng phân cực. Bộ khuếch đại đơn có sẵn trong các gói SOT23-5 thu nhỏ.

LMV771- op-amp độ ồn thấp, chính xác rẻ tiền với dải nhiệt độ hoạt động mở rộng từ -40 đến +125 ° C. Hoạt động trên một điện áp nguồn duy nhất từ ​​2,7 đến 5,5 V và tiêu thụ dòng điện 0,6 mA, cung cấp mức tăng 100 dB ở mức ồn 9 nVnV / Hz Hz. Bộ khuếch đại có điện áp phân cực nhỏ 0,85 mV và độ lệch nhiệt độ của nó cũng được chuẩn hóa trên toàn bộ dải nhiệt độ 0,35 μV / ° C. Cho phép đầu vào chế độ chung từ 0 V. Tần số khuếch đại thống nhất là 3,5 MHz. Được sản xuất trong một hộp thu nhỏ SC70-5 có kích thước 2x2x1 mm.

Dòng bộ khuếch đại LM6132-42Được thiết kế để sử dụng trong các thiết bị chạy pin tốc độ cao. LM6132 / 4(Kép / Bốn) - Bộ khuếch đại op một nguồn cung cấp tự điều chỉnh để đạt được tỷ lệ công suất trên tốc độ quay vòng tuyệt vời. Ưu điểm của vi mạch cũng là một loạt các điện áp cung cấp từ 2,7 V đến 24 V, đầu vào và đầu ra Rail to Rail, và tỷ lệ loại bỏ chế độ chung cao. Ở tần số khuếch đại thống nhất 10 MHz, mức tiêu thụ hiện tại chỉ là 360 μA, điều này làm cho amp op này không thể thiếu trong các thiết bị di động như bộ khuếch đại thiết bị đo, bộ thu và phát vô tuyến, trình điều khiển màn hình, v.v. LM6142 / 4- tương tự LM6132 / 4, nhưng hoạt động trên dải điện áp cung cấp rộng hơn từ 1,8 V đến 24 V, có mức tăng cao hơn là 108 dB và tỷ lệ loại bỏ chế độ chung là 107 dB, tần số khuếch đại thống nhất là 17 MHz ở mức tiêu thụ dòng điện là 650 μA. Chúng có sẵn trong các gói SOIC và MDIP, cũng như trong các gói CDIP với dải nhiệt độ hoạt động từ -55 đến 125 ° C.

Amps op điện áp siêu thấp được quan tâm LMV931 / 2/4(đơn / kép / bốn), hoạt động ở điện áp cung cấp từ 1,5 đến 5,5 V, tập trung vào việc sử dụng trong các thiết bị được cung cấp bởi một phần tử Li-Ion duy nhất. Nhờ việc sử dụng các trường hợp thu nhỏ, op amps dễ dàng tích hợp vào điện thoại di động và bo mạch máy tính. Các bộ khuếch đại có đầu vào và đầu ra Rail to Rail, tiêu thụ dòng điện thấp 100 µA trên mỗi kênh và cung cấp tần số khuếch đại thống nhất là 1,4 MHz. Đạt được ở tần số 0 mà không có phản hồi 101 dB. Được điều chỉnh để hoạt động ổn định ở bất kỳ độ lợi nào, cũng như tải điện dung lên đến 1000 pF. Chúng hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -40 đến +125 ° C. Bộ khuếch đại op đơn có sẵn trong các gói SC70-5 và SOT23-5 thu nhỏ, bộ khuếch đại op kép trong gói MSOP-8 và SOIC-8, và bộ khuếch đại quad trong gói TSSOP-14 và SOIC-14.

Bộ khuếch đại dòng LMC, được sản xuất bằng công nghệ CMOS, cũng thuộc loại công suất thấp và vi mô. Tính năng đặc trưng của chúng là dòng đầu vào nhỏ đáng kể và do đó, chúng hoạt động trong các thiết bị đo điện, thiết bị đo dòng rò, thiết bị khoa học khác nhau, v.v. Ví dụ, đối với một bộ khuếch đại chính xác LMC6001 giá trị điển hình của dòng điện đầu vào 25 fA (f - femto 10 -15). Đáng chú ý là kỹ thuật được công ty sử dụng để kiểm tra các bộ khuếch đại mới sản xuất - 3 lần liên tiếp trong phút đầu tiên; các thiết bị hiển thị dòng đầu vào lớn hơn 25 fA bị từ chối. Bộ khuếch đại này có độ ồn rất thấp 25nV / CHz. Có bảo vệ chống lại tiềm năng tĩnh điện lên đến 2000 V. Được cấp trong hộp MDIP.

Phạm vi của bộ khuếch đại của dòng LMC là khá rộng. Bộ khuếch đại công suất thấp LMC6022 / 4(kép / tứ) được sản xuất bằng quy trình Cổng đôi-Poly Silicon độc quyền và có thể hoạt động trên nguồn điện một cực và kép lên đến 15 V. Chúng có đầu ra Rail to Rail và mức tiêu thụ điện năng thấp 40 μA trên mỗi kênh . Bộ khuếch đại nhanh hơn với đầu ra Rail to Rail LMC6032 / 4ở mức giá rất thấp, chúng có mức tăng rất cao là 126 dB. Với mức tiêu thụ hiện tại là 0,4 mA, tần số khuếch đại thống nhất là 1,4 MHz và tốc độ quay điện áp đầu ra là 1,1 V / µs. Amps op điện áp thấp LMC6035 / 6Đầu ra Rail to Rail có thể hoạt động trên một nguồn cung cấp 2.7V duy nhất (ví dụ: 3x pin NiCd), làm cho chúng rất phù hợp với các hệ thống di động tự cấp nguồn. Nếu không, các thông số của chúng tương tự như LMC6022 / 4. Bộ khuếch đại có sẵn trong các gói khác nhau.

Bộ khuếch đại công suất siêu nhỏ LMC6041 / 2/4 với mức tiêu thụ hiện tại là 14 μA trên mỗi kênh có dòng đầu vào thấp kỷ lục là 2 fA, đầu ra Rail to Rail và có thể hoạt động với một nguồn cung cấp duy nhất từ ​​4,5 đến 15,5 V, đồng thời cung cấp dòng đầu ra lên đến 21 mA. Các bộ khuếch đại này hoạt động hiệu quả trong các hệ thống điều khiển công suất, máy dò bức xạ, các thiết bị khoa học khác nhau.

Bộ khuếch đại chính xác có các thông số năng lượng tương tự LMC6061 / 2/4, với điện áp bù thấp 100 µV và độ lợi cao 140 dB, rất thích hợp để sử dụng trong các bộ khuếch đại thiết bị đo tự cấp nguồn, thiết bị y tế và khoa học. Lưu ý rằng bộ khuếch đại đơn (LMC6061) và kép (LMC6062) của loạt sản phẩm này cũng có sẵn trong gói CDIP, trong khi phạm vi nhiệt độ hoạt động là -55 - +125 ° C.

Op amps chính xác nhanh hơn LMC6081 / 2/4ở tần số khuếch đại thống nhất là 1,3 MHz và tốc độ quay của điện áp đầu ra là 1,5 V / μs, chúng tiêu thụ dòng điện 0,45 mA từ nguồn điện đơn cực có điện áp 4,5 đến 16 V. Chúng cũng có mức tăng cao 130dB và điện áp bù thấp là 150uV. Các bộ khuếch đại có sẵn trong các gói SOIC và MDIP.

Amps op công suất thấp LMC6482 / 4(Dual / Quad) - Bộ khuếch đại đầu vào và đầu ra Rail điển hình của Class. Chúng hoạt động trong dải điện áp cung cấp từ 3 đến 15 V, tiêu thụ dòng điện 0,5 mA trên mỗi kênh và cung cấp dòng điện đầu ra lên đến 30 mA. Được thiết kế để sử dụng cho các thiết bị khác nhau với mức tiêu thụ điện năng thấp. Hiện tại, một op-amp duy nhất đang được sản xuất LMC7101 trong gói SOT-23 với các thông số tương tự như LMC6482 và phiên bản cải tiến của nó LMC8101 trong các gói microSMD và miniSOIC. Loại thứ hai có chế độ chặn (Tắt máy) với thời gian đúng giờ là 10 μs, mức tiêu thụ hiện tại không vượt quá 1 μA.

LMC6462 / 4- phiên bản nguồn vi mô LMC6482 / 4 với mức tiêu thụ hiện tại là 0,02 mA. Hiện tại, một op-amp duy nhất đang được sản xuất LMC7111 trong gói SOT-23-5 với các thông số tương tự như LMC6462.

Bộ khuếch đại LMC6492 / 4(kép / bốn) với dải nhiệt độ mở rộng từ -55 đến +125 ° C được sử dụng trong thiết bị điện tử ô tô. Các thông số của chúng về cơ bản giống như đối với LMC6482 / 4. Có sẵn trong gói SOIC.

Bộ khuếch đại LMC6572 / 4(kép / quad), được thiết kế để hoạt động trong các thiết bị kỹ thuật số có điện áp cung cấp thấp và cung cấp sự kết hợp của các thông số rất cao - dòng điện đầu vào 20 fA và độ lợi 120 dB với mức tiêu thụ điện là 40 μA trên mỗi kênh và nguồn điện từ Nguồn 2,7 V. Lối ra đường sắt và có sẵn trong các trường hợp MSOP.

Kết luận phần của bộ khuếch đại công suất thấp và vi mô, chúng ta hãy xem xét một op-amp kép siêu tiết kiệm với mức tiêu thụ hiện tại dưới 1 μA trên mỗi kênh LMC6442. Nó được hiệu chỉnh cho các thiết bị có hệ số khuếch đại lớn hơn 2 (nhỏ hơn -1) và được thiết kế để sử dụng trong nhiều loại thiết bị có mức tiêu thụ điện năng cực thấp - điện thoại di động và máy nhắn tin, cảm biến điều khiển, dụng cụ khoa học, v.v. Hoạt động với nguồn điện đơn cực từ 1,8 đến 11 V. Có sẵn trong MSOP-8 và các gói khác.

Bộ khuếch đại hoạt động kép đáng được xem xét đặc biệt. LM833được thiết kế đặc biệt để sử dụng cho thiết bị âm thanh chất lượng cao. Nó có dải động cực rộng hơn 140 dB ở 4,5 nV / C Hz và THD cực thấp là 0,002%. Bộ khuếch đại được hiệu chỉnh cho bất kỳ độ lợi và lý tưởng cho tất cả các loại thiết bị Hi-Fi - Hi-End. Có sẵn trong các gói SOIC và MDIP 8 chân.

Hãy chuyển sang phần đánh giá về bộ khuếch đại quang tốc độ cao của National Semiconductor. Phải nói rằng công ty đã đạt được những kết quả rất cao trong quá trình phát triển và sản xuất của họ, và về nhiều mặt họ vượt trội hơn so với các sản phẩm cùng loại của các nhà sản xuất khác. Lưu ý rằng hiện tại có hai loại bộ khuếch đại hoạt động tốc độ cao - cùng với bộ khuếch đại op-a được xây dựng theo mạch truyền thống sử dụng Bộ khuếch đại phản hồi điện áp (VFA), bộ khuếch đại có tầng đầu vào - bộ khuếch đại hiện tại có khớp nối tương hỗ được sử dụng rộng rãi. Các bộ khuếch đại này được gọi là "bộ khuếch đại phản hồi hiện tại - Current Feedback Amplifier (CFA)". Tham số truyền chính của các bộ khuếch đại như vậy là một hệ số có thứ nguyên là Điện trở cản trở và phạm vi là tất cả các loại bộ khuếch đại xung và bộ khuếch đại video mà điện trở đầu vào khổng lồ của bộ khuếch đại op truyền thống không được yêu cầu và điện áp đầu ra tối đa Tốc độ quay vòng và tần số tăng thống nhất được đặt lên hàng đầu, các giá trị của CFA vượt trội hơn đáng kể so với các thông số tương ứng cho VFA.

Chúng ta sẽ bắt đầu với op amps sử dụng mạch VFA thông thường. Gia đình LMH6645 / 6/7(đơn / kép / đơn có chặn) - bộ khuếch đại Rail to Rail điện áp thấp, công suất thấp, tốc độ cao với mức tiêu thụ hiện tại là 650 μA trên mỗi kênh. Ở chế độ chặn (LMH6647), mức tiêu thụ hiện tại giảm xuống còn 50 µA. Tần số khuếch đại thống nhất 55 MHz, tốc độ quay 22 V / µs, dòng ra điển hình 20 mA. Đây là những bộ khuếch đại hiện đại điển hình trong lớp của chúng, phù hợp để sử dụng cho nhiều thiết bị điện tử.

Bộ khuếch đại LM6152 / 4, tiếp tục loạt bài LM6132-42, được thiết kế để sử dụng trong các thiết bị hoạt động bằng pin tốc độ cao. Với mức tiêu thụ hiện tại là 1,4 mA, tần số khuếch đại thống nhất là 75 MHz và tốc độ quay điện áp đầu ra là 30 V / µs

Các thông số cao hơn có op amps LMH6642-55- bộ khuếch đại vận hành Rail to Rail hiện đại tốc độ cao tương đối rẻ tiền với tỷ lệ hiệu suất / công suất tiêu thụ tốt. Chúng hoạt động với nguồn điện một cực và kép lên đến 12 V.

Bộ khuếch đại LMH6642 / 3/4(đơn / kép / tứ) - đây là các bộ khuếch đại tốc độ cao hiện đại với các thông số tiêu biểu cho loại của chúng. Mức tiêu thụ hiện tại 2,7 mA trên mỗi kênh, độ lợi hợp nhất 130 MHz, tốc độ quay 130 V / µs, dòng điện đầu ra điển hình 115 mA. Thời gian lắng nhanh và độ méo thấp, bảo vệ ngắn mạch hiệu quả, đầu vào và đầu ra Rail to Rail, và các chân cân bằng làm cho các IC này trở nên lý tưởng để sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử hiện đại. Có sẵn trong các gói SOIC, miniSOIC và SOT-23. Có thể được sử dụng để thay thế LM6152 / 4.

Bộ khuếch đại nguồn đơn Rail to Rail băng rộng (190 MHz, 170 V / µs) LMH6639 có khả năng cung cấp dòng điện đầu ra 190 mA. Có chế độ Tắt máy với thời gian bật là 85 ns, trong đó mức tiêu thụ hiện tại giảm xuống còn 400 μA. Kết hợp với thời gian giải quyết nhanh 33 ns, bộ khuếch đại này rất thích hợp để sử dụng trong các ứng dụng ghép kênh, làm bộ khuếch đại đệm, ổ đĩa CD ROM, v.v.

Bộ khuếch đại kép tốc độ cao đáng chú ý LMH6672 với dòng điện đầu ra tối đa là 600 mA. Bộ khuếch đại được hiệu chỉnh để đạt được độ lợi từ 2 trở lên, cung cấp băng thông 130 MHz và tốc độ quay là 160 V / µs. Dải điện áp cung cấp từ 5 đến 12 V, dòng tiêu thụ 6,2 mA trên mỗi kênh. Op-amp có độ ồn thấp, tính năng cân bằng được cung cấp. Có sẵn trong các gói SOIC, PSOP và LLP. Nó được thiết kế để sử dụng như một bộ khuếch đại chính, cũng như trong modem và các thiết bị tương tự. Có thể dùng để thay thế LM6181 / 2, LM7171 và LM7372.

Bộ khuếch đại LMH6654 / 5(đơn / kép) băng thông cao hơn. Mức tiêu thụ hiện tại 4,5 mA trên mỗi kênh, tần số khuếch đại thống nhất 250 MHz, tốc độ quay 200 V / µs, dòng ra điển hình 180 mA. Chúng có độ ồn đầu vào thấp 4,5 nV và 1,7 pA, thời gian ổn định điện áp đầu ra nhanh chóng là 25 ns và có thể được sử dụng trong nhiều thiết bị khác nhau. Có sẵn trong các gói SOIC-8, SOT23-5 (LMH6654) và MSOP-8 (LMH6655).

Bộ khuếch đại LMH6657 / 8 và LMH6682 / 3- Bộ khuếch đại op tốc độ cực cao tương đối rẻ tiền với nguồn điện đơn cực từ 3 đến 12 V. Chúng được sản xuất bằng công nghệ độc quyền của VIPTM10. Chúng thuận tiện để sử dụng trong các thiết bị xử lý tín hiệu video và ổ đĩa CD / DVD servo, vì chúng có thời gian ổn định ngắn và không cho phép đảo pha điện áp đầu ra khi điện áp đầu vào vượt quá giá trị cho phép (LMH6682 / 3), có thể đơn giản hóa đáng kể mạch của các thiết bị như vậy.

Bộ khuếch đại LMH6657 / 8(đơn / kép) được hiệu chỉnh cho hoạt động khuếch đại hợp nhất trong khi cung cấp băng thông 270 MHz và tốc độ quay 700 V / µs. Dòng tiêu thụ 6,2 mA mỗi kênh, dòng ra + 80 / -90 mA.

Bộ khuếch đại LMH6682 / 3(kép / ba), cung cấp tốc độ quay vòng 940 V / µs ở băng thông 190 MHz. Cần lưu ý rằng các bộ khuếch đại này có hệ số biến dạng rất thấp của loại "pha vi sai" - 0,08% và "độ lợi vi sai" - 0,01 dB, điều này rất quan trọng đối với thiết bị video cao cấp. Được phát hành trong các trường hợp khác nhau.

Bộ khuếch đại cực nhanh với tốc độ quay vòng điện áp đầu ra hơn 1000 V / µs được thiết kế để hoạt động trong các thiết bị video khác nhau. Trong loạt LM, điều này LM6171 / 2 và LM6181 / 2(đơn / đôi), được sản xuất bằng công nghệ VIPTM11 độc quyền. Đầu tiên trong số chúng được sản xuất theo mạch VFA và cung cấp, với mức tiêu thụ hiện tại chỉ 2,5 mA, tốc độ xoay vòng điện áp đầu ra là 3600 V / μs ở tần số khuếch đại thống nhất là 100 MHz. LM6181 / 2 Nó được thực hiện theo mạch phản hồi dòng điện CFA và cung cấp điện áp đầu ra +10 V ở điện trở tải 100 Ohms. Tốc độ quay của điện áp đầu ra là 2000 V / µs ở tần số khuếch đại thống nhất là 100 MHz. Các bộ khuếch đại được mô tả, mặc dù thực tế là chúng thuộc loại "có công suất đầu ra mạnh mẽ" - High Output - giá trị lớn nhất của dòng điện đầu ra đạt 130 mA, có độ sai lệch rất thấp, chẳng hạn như "độ lợi vi sai" và "pha vi sai" và có thể được sử dụng trong thiết bị video tiêu chuẩn NTSC và PAL, bộ lọc thông cao, v.v. Chúng cũng có sẵn trong các gói SOIC và MDIP.

Bộ khuếch đại LMH6609được thiết kế để sử dụng trong bộ chuyển đổi và bộ lọc tương tự. Ở tần số khuếch đại thống nhất là 900 MHz và tốc độ quay là 1400 V / µs, nó lấy ra 7 mA từ nguồn điện 10 V một đầu. Bộ khuếch đại đã được hiệu chỉnh hoàn toàn, có độ ồn rất thấp là 3,1 nV / C Hz và dòng ra lớn 90 mA. Có sẵn trong các gói SOIC 8 chân và SOT 5 chân.

Tiếng ồn rất thấp và tần số hoạt động cao có bộ khuếch đại LMH6622-28. Đối với LMH6624, thông số này là 0,92 nV / C Hz và 2,3 pA / C Hz, và tần số khuếch đại thống nhất là 1500 MHz. Bộ khuếch đại được hiệu chỉnh để sử dụng trong các thiết bị có độ lợi từ 10 trở lên và được thiết kế để sử dụng trong công nghệ truyền thông và thiết bị y tế. Tiếng ồn thấp và sai số là đặc điểm của bộ khuếch đại băng rộng kép LMH6628, trong đó mức tương đối của sóng hài thứ 2 / thứ 3 ở tần số 10 MHz tương ứng là -65 / -74 dB và thời gian cài đặt điện áp đầu ra với độ chính xác 0,1% là 12 ns. Điều này làm cho bộ khuếch đại này không thể thiếu trong sự phát triển của bộ chuyển đổi tương tự tốc độ cao và các thiết bị đầu vào - đầu ra.

Bộ khuếch đại được thiết kế để sử dụng trong thiết bị video di động và card màn hình PC. LM7121, được sản xuất trong gói SOT23-5. Các thông số của bộ khuếch đại rất cao: tần số khuếch đại thống nhất là 175 MHz, tốc độ quay điện áp đầu ra là 1300 V / µs. Nó có thể hoạt động với cả nguồn cung cấp + 5V đơn cực và lưỡng cực trong phạm vi từ + 5V đến + 15V.

Bộ khuếch đại hoạt động cực nhanh có các thông số kỷ lục LM7171(đơn) và LM7372(gấp đôi). Dựa trên mạch phản hồi điện áp, chúng có các đặc điểm của bộ khuếch đại phản hồi dòng điện - tốc độ quay là 4100 V / µs, tần số khuếch đại thống nhất là 200 MHz, dòng điện đầu ra là 100 mA (LM7171) và 3000 V / µs, 120 MHz, 150 mA tương ứng cho LM7372 với mức tiêu thụ hiện tại là 6,5 mA trên mỗi kênh. Các bộ khuếch đại được hiệu chỉnh để có độ lợi điện áp lớn hơn 2. Với độ lợi vi sai tối thiểu và độ lệch pha là 0,01% và 0,02o, các bộ khuếch đại này rất thích hợp cho các thiết bị video, cáp và đường dây quang, các ứng dụng phát sóng vô tuyến và truyền hình. Được phát hành trong nhiều loại trường hợp.

Dòng op amp tốc độ siêu cao LMH67xx Nó được sản xuất theo quy trình công nghệ độc quyền của VIPTM10 theo mạch phản hồi dòng điện CFA và được thiết kế để sử dụng trong các hệ thống phát thanh và truyền hình băng thông rộng. Chúng tôi sẽ bắt đầu xem xét các vi mạch với LMH6702- tạp âm thấp (điện áp nhiễu giảm xuống đầu vào 1,83 nV) với mức hài thấp kỷ lục (-100 dB ở 5 MHz) và biến dạng xuyên điều chế, băng thông 720 MHz và tốc độ quay điện áp đầu ra là 3100 V / µs. Hiệu suất cao như vậy định hướng cho việc ứng dụng LMH6702 trong các hệ thống và thiết bị đo đạc có độ phân giải cao. Có sẵn trong các gói SOIC và SOT-23.

Họ bộ khuếch đại LMH6714 / 15/20/22(đơn / kép / khóa / tứ) với băng thông 400 MHz ở mức tăng 2 và tốc độ quay là 1800 V / μs ở mức tiêu thụ hiện tại là 5,6 mA được thiết kế chủ yếu để sử dụng trong các hệ thống video. Trạng thái đầu ra trở kháng cao của LMH6720, được chuyển đổi ở mức TTL 7ns, rất hữu ích để ghép nhiều tín hiệu tốc độ cao vào một đường truyền chung. Bộ khuếch đại quad LMH6722 có thể được sử dụng hiệu quả trong IF đa kênh và các bộ lọc tích cực bậc cao. Được phát hành trong các trường hợp khác nhau.

Bộ khuếch đại với nguồn cung cấp duy nhất từ ​​4,5 đến 12 V LMH6723 kết hợp hiệu suất cao (mức tiêu thụ hiện tại 1 mA) với băng thông rộng 370 MHz, tốc độ quay vòng cao 600 V / µs và dòng điện đầu ra lớn 110 mA, điều này làm cho nó không thể thiếu cho các thiết bị video di động và tất cả các loại tự cấp nguồn bộ chuyển đổi, bộ khuếch đại trung kế, đầu đĩa CD-DVD di động, v.v. Có sẵn trong các gói SOIC và SOT23.

Kết luận phần này, chúng tôi sẽ xem xét một amp op băng rộng LMH6732 với băng thông có thể điều chỉnh từ 0 đến 1,5 GHz. Bằng cách thay đổi điện trở của một điện trở bên ngoài, bạn có thể thay đổi mức tiêu thụ hiện tại hơn 10 lần, cũng như đặt vi mạch ở chế độ chờ với mức tiêu thụ hiện tại là 1 μA. Các thông số của vi mạch là duy nhất cho tất cả các giá trị của dòng điện tiêu thụ: dải tần 55 MHz, tốc độ quay vòng điện áp đầu ra 400 V / µs, dòng điện đầu ra 9 mA ở mức tiêu thụ hiện tại 1 mA và 540 MHz, 2700 V / µs và 115 mA tương ứng ở mức tiêu thụ hiện tại là 9 mA. Bộ khuếch đại có khả năng hoạt động với nguồn điện đơn và lưỡng cực khác nhau, từ 9 đến 12 V. Phạm vi ứng dụng dự kiến ​​rất rộng - thiết bị video, hệ thống chạy bằng pin, thiết bị chuyển mạch, v.v. Lưu ý rằng để giảm thời gian thiết kế cho các thiết bị có LMH6732 National Semiconductor cung cấp một bảng demo cho nó.

Do đó, một loạt các bộ khuếch đại hoạt động tích hợp Chất bán dẫn Quốc gia và giá thành rẻ của chúng khiến chúng trở nên rất hấp dẫn đối với nhiều nhà phát triển thiết bị điện tử của Nga. Thông tin kỹ thuật khác có thể được tìm thấy trên trang web của công ty http://www.national.com.

Chấp hành			Khung	Phạm vi nhiệt độ	Dải điện áp cung cấp		Mức tiêu thụ hiện tại trên mỗi kênh	Sản lượng hiện tại	Loại đầu vào và đầu ra	Đầu vào hiện tại	Điện thế lệch		Hệ số nhiệt độ điện áp thiên vị	Lợi	Tỷ lệ từ chối chế độ chung	Hệ số ảnh hưởng của sự mất ổn định cung cấp điện	Tần số khuếch đại thống nhất.	Tỉ lệ tăng trưởng.	Nhiễu điện áp
					Cung cấp hiệu điện thế		tôi thoát ra	Tôi ra ngoài	Vào - Ra	Tôi thiên vị	U bù đắp		Trôi dạt	A vo	CMRR	PSRR	b.w.	SR	e tiếng ồn
Đơn	Doble	Quad (bốn người)	Bưu kiện		V		mA	mA	R đến R	trên	mV		µV / C	dB	dB	dB	MHz	V / µs	nV / C Hz
					min	Max	Max	Max		một loại	một loại	Max	một loại	một loại	một loại	một loại	một loại	một loại	một loại
		LP324	VẬY, TSSOP, MDIP	C	± 1,5; +3.0	± 16,0; +32	0,021	4,0	ngoài	2,0	2,0	9,0	-	100	90	90	0,10	0,05	80
		LP2902	VẬY, MDIP	tôi	± 1,5; +3.0	± 13,0; +26	0,021	4,0	ngoài	2,0	2,0	10	-	97	90	90	0,10	0,05	80
LMV321	LMV358	LMV324	SO, MSO, TSSOP, SC-70, SO-23	tôi	+2,7	+5,5	0,13	60	ngoài	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	tôi	+2,7	+5,0	0,0090	17	ngoài	1,7	1,2	7,0	2,0	100	70	65	0,15	0,10	-
LM7301			VẬY, SOT-23	tôi	± 0,9; +1,8	± 16; +32	0,6	9,5	trong và ngoài	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	Ext I	+2,5	+5,5	0,30	40	ngoài	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	Ext I	+1,5	+5,5	0,16	75	trong và ngoài	15	1,0	6,0	2,0	100	78	100	1,0	0,45	45
LMV771			SC-70	Ext I	± 1,5; +2,5	± 3,0; +6.0	0,60	66	ngoài	0,000100	0,3	1,0	0,35	100	90	90	3,5	1,4	9,0
LMV751			SOT-23	tôi	+2,7	+5,5	0,60	15	ngoài	0,001500	0,05	1,0	-	120	100	107	5,0	2,3	6,5
LMC6001			MDIP	tôi	± 2,3; +4,5	± 7,7; +16	0,45	21	ngoài	0,000010	0,35	1,00	2,5	123	83	83	1,3	1,5	22
	LMC6022	LMC6024	VÌ THẾ	tôi	± 2,3; +4,5	± 8,0; +16	0,04	40	ngoài	0,000040	1,0	9,0	2,5	120	83	83	0,35	0,11	42
	LMC6032	LMC6034	VẬY, MDIP	tôi	± 2,3; +4,5	± 8,0; +16	0,38	40	ngoài	0,000040	1,0	9,0	2,3	126	83	83	1,4	1,1	22
	LMC6035	LMC6036	VẬY, TSSOP	tôi	+2,7	+16	0,40	5,0	ngoài	0,000020	0,50	5,0	2,3	126	96	93	1,4	1,5	27
LMC6041	LMC6042	LMC6044	VẬY, MDIP	tôi	+4,5	+16	0,014	21	ngoài	0,000002	3,0	6,0	1,3	120	75	75	0,075	0,020	83
LMC6061	LMC6062	LMC6064	VẬY, CDIP	TÔI	+4,5	+16	0,020	21	ngoài	0,000010	0,35	0,80	1,0	132	85	85	0,10	0,035	83
LMC6081	LMC6082	LMC6084	VẬY, MDIP	tôi	+4,5	+16	0,45	21	ngoài	0,000010	0,35	0,80	1,0	124	85	85	1,3	1,5	22
	LMC6442		SO, MSO, MDIP	tôi	+1,8	+11	0,0010	0,90	ngoài	0,000005	3,0	7,0	0,4	103	92	95	0,010	0,0040	-
	LMC6462	LMC6464	SO, MSO, CDIP	TÔI	+3,0	+15	0,020	27	ngoài	0,000015	0,50	1,5	1,5	124	85	85	0,050	0,015	80
LMC7111			SOT-23, MDIP	tôi	+2,7	+11	0,025	7,0	trong và ngoài	0,000100	3,0	7,0	2,0	112	85	85	0,050	0,027	-
	LMC6482	LMC6484	SO, MSO, CDIP	TÔI	+3,0	+15	0,50	30	trong và ngoài	0,000020	0,75	3,0	1,0	116	82	82	1,5	1,3	37
LMC7101			SOT-23	tôi	+2,7	+15	0,50	24	trong và ngoài	0,001000	3,0	7,0	1,0	110	75	80	1,1	1,1	37
LMC8101			MSMD, MSOP	tôi	+2,7	+10	0,70	49	trong và ngoài	0,001000	0,70	5,0	4,0	80	80	80	1,0	1,0	22
	LMC6492	LMC6494	VÌ THẾ	tôi	+5,0	+15	0,50	22	trong và ngoài	0,000150	3,0	6,0	1,0	110	82	82	1,5	1,3	37
	LMC6572	LMC6574	VÌ THẾ	tôi	+2,7	+10	0,038	6,0	ngoài	0,000020	3,0	7,0	1,5	120	75	75	0,22	0,09	36
	LM833		VẬY, MDIP	C	± 4,5	± 18	2,5	40	không	500	0,30	5,0	-	110	100	100	15	7,0	4,5
	LM6132	LM6134	VẬY, MDIP	tôi	+1,8	+24	0,5	4,3	trong và ngoài	110	2,0	6,0	5,0	100	100	82	10	14	27
	LM6142	LM6144	VẬY, MDIP	tôi	+1,8	+24	0,8	6,2	trong và ngoài	180	1,0	2,5	3,0	108	107	87	17	25	16
LMH6645 / 7	LMH6646		VẬY, SOT-23	tôi	± 2,5; +3.0	± 6,0; +12	0,70	20	trong và ngoài	360	1,0	4,0	5,0	87	77	83	55	22	17
	LM6152	LM6154	VẬY, MDIP	tôi	+2,7	+24	2,0	8,0	trong và ngoài	500	2,0	5,0	10	107	84	91	75	30	9,0
	LMH6622		VẬY, MSO	tôi	± 2,5	± 6,3	4,3	90	không	4700	0,20	1,2	2,5	83	100	95	160	80	1,6
LM6171	LM6172		VẬY, MDIP	tôi	± 5; +2,7	± 16; +18	4,0	135	không	1000	3,0	6,0	6,0	99	110	95	100	3600	-
LM6181	LM6182		VẬY, MDIP	tôi	± 3,5	± 16	7,5	130	không	2000	2,0	4,0	5,0	-	60	80	100	1400	4,0
LM7121			VẬY, SOT-23	tôi	± 5; +2,7	± 18; +15	4,8	52	không	5200	0,90	8,0	-	72	93	70	175	1300	17
LM7171			SO, MDIP, CDIP	TÔI	± 2,7	± 18	6,5	100	không	2700	1,0	3,0	35	81	105	90	200	4100	14
	LM7372		LLP, SO, PSOP	tôi	± 4,5	± 18	6,5	150	không	2700	8,0	10	12	80	93	90	120	3000	14
LMH6609			VẬY, SOT-23	tôi	± 3.0	± 6,3	7,0	90	không	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	không	50	0,25	0,95	0,25	79	90	90	1500	350	0,92
	LMH6628		SO, MSO, CDIP, CPACK	tôi	± 2,5	± 6,0	9,0	85	không	300	2,0	5,0	5,0	63	62	70	300	550	2,0
LMH6639			VẬY, MSO	tôi	± 2,5; +3.0	± 6,0; +12	3,6	160	ngoài	1000	1,0	7,0	8,0	100	93	96	190	170	6,0
LMH6642	LMH6643	LMH6644	VẬY, SOT-23	tôi	± 2,5; +3.0	± 6,0; +12	2,7	115	ngoài	1500	1,0	7,0	5,0	80	72	75	130	130	17
LMH6654	LMH6655		VẬY, SOT-23	tôi	± 2,5; +3.0	± 6,0; +12	4,5	180	không	5000	1,0	4,0	6,0	67	90	76	250	200	4,5
LMH6657	LMH6658		SO, MSO, SC-70, SOT-23	tôi	± 2,5; +3.0	± 6,0; +12	6,0	45	không	5000	1,1	7,0	2,0	85	82	82	270	700	11
	LMH6672		SO, PSOP, LLP	tôi	± 2,5	± 6,5	6,2	600	không	8000	0,2	4,0	-	68	100	78	200	170	4,5
	LMH6682	LMH6683 *	VẬY, MSO, TSSOP	tôi	± 2,5; +3.0	± 6,0; +12	6,5	80	không	5000	1,1	7,0	2,0	85	82	76	190	940	12
LMH6702			VẬY, SOT-23	tôi	± 5,0	± 6,0	12	80	không	6000	1,0	6,0	13	-	52	48	720	3100	1,8
LMH6714 / 20		LMH6722	VẬY, SOT-23	tôi	± 5,0	± 6,0	5,6	70	không	1000	0,2	6,0	8,0	-	58	54	400	1800	3,4
	LMH6715		VẬY, CDIP	tôi	± 5,0	± 6,0	5,0	70	không	5000	2,0	8,0	30	-	60	56	480	1300	3,4
LMH6723			VẬY, SOT-23	tôi	+4,5	+12	1,0	110	không	400	1,0	3,5	-	-	64	60	370	600	4,3
LMH6732			VẬY, SOT-23	tôi	± 4,5	± 6,0	9,0	115	không	2000	3,0	8,0	16	-	62	52	540	2700	2,5

* bộ khuếch đại tích hợp

Được thành lập vào năm 1959, National Semiconductor đã trải qua một chặng đường dài từ việc sản xuất các bóng bán dẫn rời rạc đầu tiên cho đến các thiết bị vi điện tử hiện đại phức tạp nhất. Một trong những hoạt động ưu tiên của công ty trong suốt quá trình tồn tại là phát triển các bộ khuếch đại hoạt động tích hợp (op-amps).

Vào năm 1968, các kỹ sư của National Semiconductor đã tạo ra bộ khuếch đại hoạt động hai tầng đầu tiên trên thế giới LM101, đánh dấu sự khởi đầu của toàn bộ xu hướng chế tạo tất cả các loại thiết bị điện tử tương tự. Các bộ khuếch đại hoạt động của National Semiconductor hiện đại tương ứng và ở nhiều khía cạnh vượt qua trình độ thế giới của các thiết bị thuộc loại này, đồng thời có giá thấp hơn đáng kể so với giá của các công ty khác, cho phép các nhà phát triển giải quyết thành công nhiều vấn đề trong việc tạo ra các thiết bị điện tử khác nhau.

Hầu hết các bộ khuếch đại hoạt động tích hợp hiện đại được thực hiện trong một mạch khuếch đại trực tiếp với các đầu vào vi sai và được thiết kế cho nguồn cung cấp lưỡng cực đối xứng (mặc dù đơn cực ngày càng được sử dụng nhiều hơn). Ngoài hai đầu vào, một đầu ra và đầu ra công suất, một bộ khuếch đại hoạt động cũng có thể có các đầu ra để cân bằng, hiệu chỉnh, lập trình (thiết lập các thông số nhất định theo lượng dòng điều khiển) và các đầu ra khác.

Lý tưởng nhất, một amp op phải có độ lợi điện áp vô hạn, đầu vào vô hạn và trở kháng đầu ra nhỏ vô hạn, biên độ đầu ra vô hạn, dải tần khuếch đại vô hạn và tiếng ồn bằng không. Các thông số của bộ khuếch đại hoạt động không được phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài, điện áp nguồn và nhiệt độ. Trong các điều kiện này, đặc tính truyền của bộ khuếch đại hoạt động được bao phủ bởi phản hồi âm (NFB) tương ứng chính xác với đặc tính truyền của mạch CNF và không phụ thuộc vào các thông số của chính bộ khuếch đại.

Các bộ khuếch đại hoạt động thực sự có các đặc điểm khác với các bộ khuếch đại lý tưởng, đó là lý do cho sự phân loại toàn diện của chúng. Một bộ khuếch đại hoạt động thực sự là sự thỏa hiệp của các yêu cầu loại trừ lẫn nhau với việc đạt được các đặc tính tốt nhất trong một hoặc nhiều tham số, có thể là: giảm thiểu điện áp phân cực và dòng đầu vào, đạt được băng thông tối đa của tần số khuếch đại và tốc độ quay của đầu ra điện áp, giảm dòng tiêu thụ và điện áp cung cấp, và những thứ khác. Các thông số của một bộ khuếch đại hoạt động có thể được chia thành nhiều nhóm - đầu vào, đầu ra, bộ khuếch đại, tần số, năng lượng, tiếng ồn, v.v. Cùng với các thông số hoạt động xác định chế độ nhiệt độ danh định hoạt động của bộ khuếch đại hoạt động, các thông số cho phép của mạch đầu vào và đầu ra và các yêu cầu đối với nguồn cung cấp điện, giá trị lớn nhất có thể của một số thông số cũng rất quan trọng, phần vượt quá không được phép. Hiện tại, có một số phân loại nhất định (mặc dù không nghiêm ngặt) đối với các bộ khuếch đại hoạt động theo sự kết hợp của nhiều thông số khác nhau, phản ánh việc sử dụng chúng được ưa thích trong một loại thiết bị cụ thể. Chúng tôi cũng lưu ý rằng các thông số của bộ khuếch đại hoạt động phần lớn được xác định bởi thiết kế mạch của chúng và công nghệ bán dẫn được sử dụng.

National Semiconductor sử dụng cách phân loại bộ khuếch đại hoạt động sau đây, được thể hiện một phần trong hai hoặc ba chữ cái đầu tiên của nhãn hiệu các vi mạch do công ty sản xuất:

1. Bộ khuếch đại mục đích chung (Mục đích chung - LM, LMC) - tăng lên đến 100 dB, điện áp phân cực trên 1 mV, tần số khuếch đại thống nhất lên đến 10 MHz.
2. Công suất thấp (Low Power - LP, LPV) - mức tiêu thụ hiện tại nhỏ hơn 1,5 mA.
3. Micropower (Micro Power - LP, LPV) - mức tiêu thụ hiện tại nhỏ hơn 25 μA.
4. Điện áp thấp (LMV) - điện áp cung cấp nhỏ hơn 3 V.
5. Độ chính xác (Precision - LMP) - đạt được hơn 100 dB, điện áp bù ít hơn 1 mV.
6. Tốc độ cao (High Speed ​​- LMH) - tần số khuếch đại thống nhất hơn 50 MHz.
7. Tiếng ồn thấp (Low Noise) - điện áp nhiễu nhỏ hơn 10 nV / Hz 1/2.
8. Mạnh mẽ (Công suất đầu ra cao) - dòng điện đầu ra hơn 100 mA.
9. Với điện áp đầu ra và đầu vào gần với điện áp cung cấp (Rail to Rail Output / Input).

Trong bộ khuếch đại Rail to Rail, biên độ tối đa và tối thiểu của điện áp đầu ra thực tế trùng với các giá trị tương ứng của điện áp nguồn và các giá trị cho phép của điện áp đầu vào chế độ chung bằng hoặc bằng có thể vượt quá điện áp cung cấp. Ví dụ, sau này được sử dụng trong các bộ khuếch đại có nguồn cung cấp đơn cực với khả năng đặt điện áp âm vào đầu vào.

Như đã đề cập ở trên, vì những lý do rõ ràng, sự phân chia này không chặt chẽ, việc phân loại chữ cái cũng không phải lúc nào cũng quan sát được, bộ khuếch đại hoạt động có thể đồng thời là điện áp thấp, tốc độ cao, nhiễu thấp, với điện áp đầu ra gần với điện áp cung cấp. , v.v. Ngoài ra, các bộ khuếch đại hoạt động cùng loại có sẵn trong các gói khác nhau, cũng như hai, ba hoặc bốn bộ khuếch đại trong một gói (đa kênh) và cuối cùng, trong các phiên bản được thiết kế cho thông thường (Thương mại - C), công nghiệp ( Các ứng dụng công nghiệp - I, E) và quân sự (Military - M), khác nhau về một số thông số, đặc biệt, trong phạm vi nhiệt độ hoạt động (C: 0 ... + 70 ° C; I: -40 ... +85 ° C; E: -40 ... +125 ° C M: -55 ... + 125 ° C).

Cũng cần lưu ý rằng cùng với việc thành thạo việc sản xuất các sản phẩm mới, công ty liên tục cải tiến và phát triển các bộ khuếch đại hoạt động đã được sản xuất trước đó, điều này có thể thấy rõ, chẳng hạn như dòng sản phẩm rẻ tiền nổi tiếng và rất phổ biến. công suất bộ khuếch đại hoạt động quad với nguồn cung cấp duy nhất (Single Supply) LM124 / 224/242/1902 và mức tiêu thụ hiện tại 0,2–0,4 mA trên mỗi kênh. Một số sửa đổi của chúng được sản xuất: LP324 / LP2902 - vi nguồn với mức tiêu thụ hiện tại là 21 μA, LMV324 - điện áp thấp, với điện áp cung cấp từ 2,7 đến 5,5 V, LPV324 - điện áp thấp của bộ vi mô với mức tiêu thụ hiện tại là 9 μA, được sản xuất sử dụng công nghệ độc quyền BiCMOS và các công nghệ khác.

Chúng tôi cũng lưu ý rằng đối với các bộ khuếch đại hoạt động hiện đại, cũng như đối với các mạch tích hợp khác, có xu hướng giảm kích thước và ngày càng sử dụng các gói gắn trên bề mặt. Các gói DIP và TSSOP phổ biến trước đây đang được thay thế bằng SOIC, SOT-23 và SC-70 nhỏ hơn nhiều (gói thứ hai có kích thước 2x2x1mm); một số chip gắn trên bề mặt có sẵn trong các gói microSMD kích thước nhỏ đặc biệt với kích thước 1,285 × 1,285 × 0,85 mm hoặc nhỏ hơn.

Bài viết trước của chúng tôi đã xem xét các bộ khuếch đại op tốc độ cao của National Semiconductor. Ở đây chúng tôi sẽ tập trung vào các loại bộ khuếch đại hoạt động khác được phát hành bởi công ty trong những năm gần đây. Hãy bắt đầu bài đánh giá với các bộ khuếch đại, các thông số chính của chúng ở điện áp nguồn 5 V được đưa ra trong Bảng 1 và tương ứng với các bộ khuếch đại hoạt động có mục đích chung.

Bảng 1. Các thông số chính của bộ khuếch đại hoạt động đa năng hiện đại National Semiconductor

Bộ khuếch đại hoạt động mục đích chung

Như có thể thấy từ Bảng 1, hầu hết các bộ khuếch đại này là điện áp thấp và công suất thấp và vi mô trong các gói thu nhỏ, điều này phản ánh xu hướng hiện đại trong thiết kế thiết bị điện tử.

Dòng bộ khuếch đại hoạt động LMV341 / 2/4 được thiết kế để sử dụng trong thiết bị di động tự cấp nguồn. Các bộ khuếch đại hoạt động được đặc trưng bởi các thông số nhiễu và dòng điện đầu vào rất cao. Ở chế độ Tắt máy, mức tiêu thụ dòng điện giảm xuống giá trị điển hình chỉ 45 pA và thời gian chuyển đổi sang chế độ hoạt động không vượt quá 5 µs. Các bộ khuếch đại có sẵn trong nhiều trường hợp khác nhau, bao gồm SC70-6L, rất thích hợp để đặt trên bo mạch chủ của máy tính cá nhân và máy tính xách tay. Lưu ý rằng các bộ khuếch đại này có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ mở rộng (lên đến 125 ° C).

Một tính năng đặc trưng của họ bộ khuếch đại hoạt động LMV931 / 2/4 và LMV981 / 2 (với chế độ tắt máy) là điện áp cung cấp tối thiểu rất thấp là 1,8 V, và do đó chúng được công ty định vị để sử dụng trong thiết bị được cấp nguồn bởi một Phần tử galvanic Li-Ion, cũng như cho các hệ thống điều khiển công suất. Các bộ khuếch đại này cũng có đầu vào và đầu ra Rail to Rail và độ lợi rất cao (101 dB) với độ ồn tương đối thấp, giúp bạn có thể sử dụng các bộ khuếch đại hoạt động này trong thiết bị âm thanh điện áp thấp.

Họ op amp LMV321 / 358/324 và LPV321 / 358/354 (phiên bản điện áp thấp và vi nguồn của op-amp dòng LM siêu phổ biến tương ứng của chúng), cũng như microSMD thu nhỏ và LP2902 op LM2904 / 02 Họ -amp (tương tự của LM358 / 324 và LP324) là các bộ khuếch đại hoạt động hiện đại cổ điển của ứng dụng chung và có thể được sử dụng trong nhiều loại thiết bị. Lưu ý rằng LM2904 / 02 và LP2902 có thể hoạt động trên nguồn cấp điện đơn hoặc kép từ 3V đến 32V.

Bộ khuếch đại op LMV301 là phiên bản CMOS của LMV321. Nó có dòng điện đầu vào cực thấp và điện áp cung cấp tối thiểu thấp cho các bộ khuếch đại trong một gói SC70 nhỏ và có thể được sử dụng trong các thiết bị lấy mẫu và giữ, bộ khuếch đại tín hiệu cảm biến quang và các thiết bị chạy bằng pin khác.

Các bộ khuếch đại hoạt động của họ LMV821 / 22/24 được đặc trưng bởi tốc độ tương đối cao (tần số khuếch đại đơn vị 5 MHz, tốc độ quay điện áp đầu ra 1,4 V / µs) với mức tiêu thụ điện năng thấp. Chúng cũng có các thông số tốt về điện áp phân cực và độ trôi của nó (tương ứng là 3,5 mV và 1 µV / ° C). Có sẵn trong nhiều trường hợp khác nhau và được thiết kế để sử dụng trong công nghệ truyền thông - modem, điện thoại di động và không dây cũng như các thiết bị khác.

Op-amp đầu vào / đầu ra thanh ray LMC7101 và biến thể vi nguồn LMC7111 của nó là các op-amp CMOS thu nhỏ được thiết kế để sử dụng trong nhiều ứng dụng di động, tự cấp nguồn. Do dòng điện đầu vào rất thấp, chúng có thể được sử dụng trong các thiết bị lấy mẫu và giữ và các thiết bị khác yêu cầu điện trở đầu vào cao (giá trị đảm bảo ít nhất là 1 TΩ).

Đáng chú ý là bộ khuếch đại op LM7301 với đầu vào và đầu ra Rail to Rail, kết hợp các giá trị rất cao của các thông số khác nhau, đặc biệt, dải điện áp cung cấp rộng, phản hồi tương đối nhanh, độ lợi cao và loại bỏ chế độ phổ biến, cũng như CMOS op amps LMC8101 với khả năng tắt. Các bộ khuếch đại này có sẵn trong các gói SOT-23 và microSMD thu nhỏ và có thể được sử dụng trong các thiết bị khác nhau với các thông số thích hợp.

Các bộ khuếch đại quang tương đối mạnh mẽ và nhanh chóng LM8261 / 2 và LM8272 với đầu vào và đầu ra Rail to Rail và khả năng chịu tải không giới hạn được thiết kế để sử dụng trong các mạch trình điều khiển cho màn hình LCD, giai đoạn đầu ra DAC, bộ khuếch đại tai nghe và các thiết bị khác. Chúng hoạt động trên một dải điện áp cung cấp rộng và được đặc trưng bởi độ ồn và độ méo thấp.

Bộ khuếch đại hoạt động có độ ồn thấp thuộc họ LMV721 / 2 được thiết kế để sử dụng trong các giai đoạn đầu vào của thiết bị khuếch đại, bao gồm cả những thiết bị chạy bằng pin. Chúng có sẵn trong các thiết kế khung mở và thu nhỏ để nhúng vào các thiết bị khác nhau, chẳng hạn như micrô điện tử.

Bộ khuếch đại hoạt động chính xác

Tiếp theo, chúng ta chuyển sang xem xét những phát triển mới nhất của bộ khuếch đại hoạt động bán dẫn quốc gia chính xác, các thông số chính của chúng ở điện áp cung cấp 5 V được đưa ra trong Bảng 2. Ngoài các thông số của bộ khuếch đại hoạt động mục đích chung cho bộ khuếch đại chính xác , độ lệch nhiệt độ của điện áp phân cực, hệ số khuếch đại và hệ số loại bỏ chế độ chung là rất quan trọng.

Bảng 2. Các thông số chính của bộ khuếch đại hoạt động chính xác National Semiconductor hiện đại

Các dòng op-amps LMC6081 / 2/4 và LMC6482 / 4 với đầu vào và đầu ra Rail to Rail dựa trên công nghệ CMOS và là các op-amps chính xác điển hình có khả năng hoạt động với một nguồn cung cấp duy nhất. Các đối tác vi năng lượng của họ với mức tiêu thụ hiện tại là 20 μA và tốc độ giảm cũng có sẵn - LMC6061 / 2/4 và LMC6462 / 4. Phạm vi hoạt động của các bộ khuếch đại hoạt động này là bộ khuếch đại công cụ, thiết bị xử lý tín hiệu, bộ khuếch đại tín hiệu cho cảm biến áp điện và bức xạ, thiết bị y tế (bộ khuếch đại thông lượng sinh học), v.v.

Một tính năng đặc biệt của bộ khuếch đại hoạt động LMC6001 là giá trị dòng điện đầu vào điển hình không đáng kể là 10 fA và do đó, khả năng làm việc trong các thiết bị đo điện, thiết bị đo dòng rò, máy dò bức xạ, thiết bị khoa học khác nhau, v.v. Kỹ thuật được sử dụng bởi công ty kiểm tra từng chip LMC6001 mới được sản xuất - 3 lần liên tiếp trong phút đầu tiên. Các trường hợp có dòng đầu vào lớn hơn 25 fA bị từ chối. Ưu điểm của bộ khuếch đại hoạt động cũng là độ ồn thấp 22 nV / Hz 1/2 và sự hiện diện của bảo vệ chống lại tiềm năng tĩnh điện lên đến 2000 V. Nó có sẵn trong gói MDIP và gói MCAN tròn từ thủy tinh đến kim loại. Lưu ý rằng việc sử dụng thành công bộ khuếch đại hoạt động với dòng đầu vào thấp chỉ có thể thực hiện được khi không có dòng rò rỉ trên bề mặt của bảng mạch. Độ lớn của các dòng điện này có thể vượt quá các dòng điện đầu vào của bộ khuếch đại theo một số bậc của cường độ và do đó, gây ra sự thay đổi đáng kể về 0 của nó. Cách giải quyết là tạo các vòng bảo mật đặc biệt trên bảng mạch in xung quanh đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động hoặc kết nối đầu vào bộ khuếch đại với các phần tử mạch khác bên ngoài bảng. Các mẫu bảng mạch in mẫu để lắp ampli có dòng vào cực thấp có trên website của công ty.

Bộ khuếch đại hoạt động chính xác tiếng ồn thấp LMV751 và LMV771 / 2/4 với đầu ra Rail to Rail và bộ nguồn đơn cực có sẵn trong các gói thu nhỏ và được thiết kế để sử dụng trong các giai đoạn đầu vào của các thiết bị khác nhau. Chúng có đặc điểm là tăng tốc độ và độ méo tiếng thấp, do đó có thể sử dụng các bộ khuếch đại hoạt động này trong các thiết bị chất lượng cao với nguồn điện điện áp thấp.

Cần lưu ý rằng National Semiconductor sản xuất các bộ khuếch đại hoạt động đặc biệt - LM833 kép và quad LM837 (không được hiển thị trong bảng) - để sử dụng trong thiết bị âm thanh cấp Hi-Fi. Về thông số của chúng, những bộ khuếch đại này gần với độ chính xác và được phân biệt bởi điện áp bù thấp (0,3 mV), độ lợi cao (110 dB), mức độ tiếng ồn rất thấp trong dải âm thanh (4,5 nV / Hz 1/2) và độ méo phi tuyến tính cực nhỏ (0,0015%). Các bộ khuếch đại hoạt động được hiệu chỉnh để có bất kỳ độ lợi nào đạt đến sự thống nhất, và cùng với việc sử dụng chúng trong bộ tiền khuếch đại, chúng có thể được sử dụng trong nhiều loại thiết bị để khuếch đại tín hiệu yếu.

Thành tựu mới nhất của National Semiconductor là loạt op-amps siêu chính xác, giá cả phải chăng LMP2011 / 2, dựa trên công nghệ hiệu chỉnh bù đầu vào liên tục độc đáo, với điện áp bù không đáng kể (điển hình 0,8 µV) và độ lệch nhiệt độ (0,015 µV / °) . VỚI). Không giống như các bộ khuếch đại quang khác sử dụng bộ ổn định tần số tương đối thấp, tạo ra tiếng ồn và biến dạng tín hiệu đáng kể, LMP201x có tần số hiệu chỉnh 35 kHz, cho phép phổ nhiễu chính được chuyển sang vùng tần số cao, do đó đạt được rất mức độ thấp. nhiễu và méo tiếng trong dải tần lên đến vài chục kilohertz. Nói chung, sự kết hợp của các đặc điểm tuyệt vời của bộ khuếch đại hoạt động LMP201x, chẳng hạn như độ lệch và độ lệch cực thấp, băng thông rất cao và tốc độ quay cho bộ khuếch đại hoạt động chính xác, kết hợp với tiếng ồn thấp và mức tiêu thụ dòng điện thấp, giúp bạn có thể sử dụng các vi mạch này trong nhiều loại thiết bị với độ chính xác và độ ổn định nhiệt độ được cải thiện.

Để kết thúc bài đánh giá về amply op chính xác này, chúng ta hãy xem xét một sản phẩm National Semiconductor khác gần đây, dòng bộ khuếch đại vi sai chính xác LMP8270 / 1 với mức khuếch đại cố định và dải điện áp chế độ chung đầu vào cực rộng, được thiết kế để sử dụng trong dòng điện -các thiết bị đo lường, thiết bị điện tử ô tô và các mạch khác trong đó cần phải cách ly tín hiệu vi sai yếu so với nền của điện áp chế độ chung rất lớn.

Cấu trúc và mạch chuyển đổi điển hình của bộ khuếch đại LMP8271 trong mạch đồng hồ đo dòng điện được trình bày trong hình. 1. IC chứa đầu vào bộ dịch mức độc quyền và bộ khuếch đại hai tầng với tổng mức khuếch đại là 20. LMP8270 không có chân OFFSET. Trong một mạch chuyển đổi điển hình, kết nối giữa các giai đoạn được thực hiện thông qua bộ lọc thông thấp RC đơn giản nhất với một tụ điện bên ngoài.

Cơm. 1. Cấu tạo và mạch chuyển đổi điển hình của ampli LMP8271

LMP8270 chỉ khuếch đại cực tính dương của tín hiệu đầu vào, trong khi LMP8271 cũng có thể khuếch đại tín hiệu âm. Khả năng khuếch đại điện áp đầu vào âm V IN đạt được bằng cách dịch chuyển mức điện áp đầu ra V OUT một giá trị không đổi nào đó theo đồ thị được chỉ ra trong hình. 2. Sự dịch chuyển được thực hiện bằng cách đặt một điện áp điều khiển vào đầu vào đặc biệt của chip OFFSET LMP8271. Nếu đầu vào OFFSET được kết nối với đất, LMP8271 chỉ làm nổi bật tín hiệu đầu vào tích cực. Khi điện áp nguồn V S được đặt vào chân OFFSET, một nửa điện áp nguồn được thêm vào điện áp đầu ra của bộ khuếch đại, và do đó đầu vào bộ khuếch đại trở thành lưỡng cực. Về nguyên tắc, mọi điện áp V X từ 0 đến V S đều có thể được áp dụng cho đầu vào OFFSET, trong khi V X / 2 được thêm vào điện áp đầu ra.

Cơm. Hình 2. Sự phụ thuộc của điện áp đầu vào và đầu ra của bộ khuếch đại LMP8271 vào tín hiệu điều khiển OFFSET

Bộ khuếch đại hoạt động có thể lập trình

National Semiconductor sản xuất một số bộ khuếch đại hoạt động có các thông số có thể được điều khiển bằng cách thay đổi dòng điện thông qua một chân đặc biệt của vi mạch - cái gọi là bộ khuếch đại hoạt động có thể lập trình được. Mô hình mới nhất của bộ khuếch đại hoạt động có thể lập trình - bộ khuếch đại kép LMV422 - thú vị ở chỗ nó có thể hoạt động ở hai chế độ, bình thường và tiết kiệm, trong khi tất nhiên, các thông số bộ khuếch đại xấu đi, nhưng các chức năng chính vẫn được giữ nguyên, có thể rất hữu ích, ví dụ, để duy trì thiết bị ở trạng thái "" chờ ", chuyển sang nguồn dự phòng, v.v. Ở chế độ bình thường (Đầy đủ; chân điều khiển PS được nối đất), bộ khuếch đại hoạt động tiêu thụ dòng điện 400 μA và có các thông số gần với bộ khuếch đại chính xác (xem Bảng 1). Ở chế độ tiết kiệm (Thấp; hơn 4,5 V được áp dụng cho chân điều khiển PS), mức tiêu thụ hiện tại giảm xuống còn 2 μA và bộ khuếch đại trở thành cực vi. Mỗi bộ khuếch đại chip có chân điều khiển PS độc lập của riêng nó. Bộ khuếch đại op của LMV422 được hiệu chỉnh để đạt được độ lợi lớn hơn 2 và có sẵn trong gói MSOP 10 chân.

Các thiết bị kết hợp

Xu hướng giảm kích thước của thiết bị điện tử khiến các nhà phát triển tạo ra nhiều thiết bị kết hợp khác nhau dựa trên các bộ khuếch đại hoạt động. Đặc biệt, đối với nhu cầu thiết bị video, National Semiconductor sản xuất các bộ khuếch đại hoạt động tốc độ cao với bộ ghép kênh LMH6570 / 2/4, các thông số được trình bày trong Bảng 3.

Bảng 3. Các thông số chính của bộ khuếch đại ghép kênh bán dẫn quốc gia

Chip LMH6572 chứa ba bộ ghép kênh 2: 1 và bộ khuếch đại đệm chất lượng cao với độ lợi 2, và LMH6570 và LMH6574 - tương ứng là bộ khuếch đại đệm 2 và 4, bộ ghép kênh và bộ khuếch đại hoạt động tốc độ cao chất lượng cao với rất cao các tham số về đáp ứng tần số, tốc độ quay, độ méo và nhiễu phi tuyến tính, cho phép chúng được sử dụng trong các thiết bị khuếch đại và xử lý tín hiệu video khác nhau, màn hình, ADC đa kênh, thiết bị truyền hình độ nét cao, v.v. tín hiệu video như "độ lợi vi sai" và "pha vi phân". Cấu trúc và mạch chuyển đổi điển hình của bộ ghép kênh LMH6570 và bảng trạng thái của nó được trình bày trong hình. 3. Hoạt động của bộ ghép kênh được điều khiển bởi các mức logic tiêu chuẩn trên các chân SEL và SD.

Cơm. 3. Cấu tạo và mạch chuyển đổi điển hình của bộ ghép kênh LMH6570 và bảng trạng thái của nó

Nhiều mạch cung cấp điện và các ứng dụng khác thường sử dụng op-amps cùng với tham chiếu điện áp (VRE). National Semiconductor sản xuất một số IC kết hợp có chứa hai hoặc nhiều amp op tham chiếu cố định hoặc thay đổi. Ví dụ: hãy xem xét vi mạch LM432, bao gồm hai bộ khuếch đại hoạt động tương tự như LM358 phổ biến và nguồn điện áp tham chiếu 2,5 V cố định với dòng điện đầu ra lên đến 10 mA và độ không ổn định không quá 4 mV trong phạm vi nhiệt độ từ 40 đến +85 ° C. Cấu trúc của vi mạch được trình bày trong hình. 4. Phạm vi ứng dụng của nó có thể đa dạng nhất - bộ ổn định điện áp tuyến tính đơn giản nhất, bộ chuyển đổi xung PWM, v.v.

Cơm. 4. Cấu trúc của chip LM432

Bộ so sánh tương tự

Danh mục sản phẩm của National Semiconductor cũng bao gồm một số lượng lớn các bộ so sánh tương tự tích hợp, mà công ty đã sản xuất với thành công lớn trong nhiều năm. Đặc biệt, dòng máy so sánh đơn nguồn cung cấp LM139 / 239/339 được giới thiệu vào năm 1970 đã thành công đến mức những sửa đổi của nó LM193 / 293/393/2903 và những dòng khác vẫn được sản xuất bởi một số công ty ở các quốc gia khác nhau.

Cùng với các thông số chung cho bộ khuếch đại hoạt động cho bộ so sánh, thời gian chuyển mạch (Thời gian đáp ứng) là rất quan trọng - khoảng thời gian từ khi bắt đầu so sánh điện áp đầu vào đến thời điểm điện áp đầu ra đạt đến mức logic tương ứng. Các bộ so sánh điện áp thấp hiện đại thường được chế tạo bằng công nghệ BiCMOS, cho phép bạn kết hợp tốc độ cao và tiếng ồn thấp với mức tiêu thụ điện năng thấp, cũng như để có được điện áp đầu ra gần với điện áp cung cấp. Giống như op amps, bộ so sánh có thể được phân loại rộng rãi thành mục đích chung hoặc mục đích chung, tốc độ cao, công suất vi mô, đầu ra từ đường sắt đến đường sắt, độ chính xác, v.v. và National Semiconductor sử dụng cùng một hệ thống để gắn nhãn chúng như đối với op amps. Các thông số chính của bộ so sánh chất bán dẫn quốc gia hiện đại ở điện áp cung cấp 5 V được trình bày trong Bảng 4.

Bảng 4. Các thông số chính của bộ so sánh tương tự bán dẫn quốc gia hiện đại

Họ máy so sánh đa năng, được trình bày trong dòng đầu tiên của bảng, được sản xuất bằng công nghệ lưỡng cực với đầu ra ở dạng bộ thu mở (OC), có thể hoạt động ở nhiều loại điện áp cung cấp (cả lưỡng cực và đơn cực) và tương thích với các loại thiết bị logic kỹ thuật số khác nhau về điện áp đầu ra: TTL, CMOS, ECL, v.v. Các bộ so sánh mới nhất của họ được chế tạo trong các gói microSMD thu nhỏ và được thiết kế để sử dụng trong các thiết bị di động tự cấp nguồn.

Bộ so sánh LMV331 / 393/339 là phiên bản điện áp thấp của dòng trước, được chế tạo bằng công nghệ BiCMOS. Chúng được định vị để sử dụng trong các thiết bị có nguồn điện đơn cực từ 2,7 đến 5 V.

Bộ so sánh công suất bốn bộ LP339 dựa trên công nghệ lưỡng cực và được thiết kế để sử dụng với các thiết bị logic CMOS trên một loạt các điện áp cung cấp. Cần lưu ý rằng lượng dòng điện tiêu thụ bởi một bộ so sánh (15 μA) không phụ thuộc vào điện áp cung cấp.

Bộ so sánh Micropower CMOS LMC7211 với đầu ra push-pull (2T) và LMC7221 với đầu ra mở (OS) có sẵn trong các gói SOT23 thu nhỏ và được thiết kế để sử dụng trong các thiết bị di động khác nhau - máy tính xách tay, điện thoại di động, v.v. Bộ so sánh LMC7215 và LMC7225 với một tiêu thụ hiện tại chỉ 0,7 μA. Các bộ so sánh này có đầu vào và đầu ra Rail to Rail và được thiết kế để sử dụng trong các mạch dự phòng.

Các bộ so sánh mới nhất của National Semiconductor dựa trên công nghệ BiCMOS và có sự kết hợp độc đáo của các thông số khác nhau. Bộ so sánh LMV7235 / 39 đa năng hiện đại cung cấp thời gian chuyển mạch là 45 ns với mức tiêu thụ hiện tại là 65 µA. Phiên bản tốc độ cao của LMV7219 có thời gian chuyển mạch là 7 ns, trong khi các phiên bản điện áp thấp của LMV7271 / 2/5 và LMV7291 hoạt động ở điện áp cung cấp là 1,8 V. Chuyển đổi rõ ràng của các bộ so sánh khi so sánh đầu vào thay đổi chậm tín hiệu được đảm bảo bởi độ trễ bên trong của mạch. Tất cả các bộ so sánh trong sê-ri LMV72xx đều có sẵn trong các gói thu nhỏ.

Bộ so sánh CMOS đơn và kép chính xác LMV761 / 2 có điện áp bù rất thấp và dòng điện đầu vào ở tốc độ tương đối cao. Bộ so sánh LMV761 có chế độ Tắt máy, giúp giảm mức tiêu thụ hiện tại xuống còn 0,2 µA và đầu ra của bộ so sánh chuyển sang trạng thái trở kháng cao. Thời gian chuyển đổi sang chế độ hoạt động không vượt quá 4 μs. Lưu ý rằng theo thông số kỹ thuật của các IC này, chân vô hiệu hóa SD không được sử dụng không được để trống mà phải được kết nối với chân nguồn dương.

Danh mục sản phẩm của National Semiconductor bao gồm một loạt các IC kết hợp dựa trên các bộ so sánh tương tự. Ví dụ, đây là bộ phát hiện sụt áp nguồn cung cấp LMS33460, tạo thành mức hoạt động (không) khi điện áp cung cấp cho thiết bị giảm xuống 3 V. Cấu trúc của vi mạch LMS33460 và một mạch điển hình để đưa vào được trình bày trong hình. 5.

Cơm. Hình 5. Cấu trúc của chip phát hiện sụt áp nguồn cung cấp LMS33460 (a) và mạch chuyển đổi điển hình của nó (b)

Vi mạch LMS33460, được làm trong một gói SC70-5 thu nhỏ, bao gồm một tham chiếu chính xác, một bộ so sánh với độ trễ và một giai đoạn đầu ra có rãnh hở. Dải điện áp đầu vào của vi mạch là 0,8–7 V, lượng dòng tiêu thụ không vượt quá 1 μA, trong khi thời gian chuyển sang trạng thái hoạt động là 70 μs.

Chọn op-amp phù hợp

Để giảm thời gian dành cho việc lựa chọn và thử nghiệm các bộ khuếch đại hoạt động, National Semiconductor đã tạo ra một công nghệ trực tuyến tiện lợi, Bộ khuếch đại Made Simple, là một phần của phần mềm WEBENCH nằm trên trang web của công ty. Công cụ tương tác mới có một công cụ tìm kiếm mạnh mẽ cho phép bạn tìm nhanh chóng và chính xác thành phần phù hợp trong số lượng lớn các sản phẩm khác, mỗi thành phần đều có nhiều đặc tính điện khác nhau.

Ở giai đoạn đầu, Amplifier Made Simple cho phép bạn chọn loại bộ khuếch đại hoạt động tối ưu đáp ứng yêu cầu của người dùng. Sau đó, op amps được tìm kiếm trong số các sản phẩm National Semiconductor, tạo ra op amps phù hợp nhất với một nhiệm vụ nhất định. Giống như tất cả các công cụ khác trong gia đình WEBENCH, Amplifier Made Simple hoàn toàn miễn phí. Các dụng cụ khác nhau của gia đình được tích hợp với nhau, tạo thêm sự tiện lợi cho người sử dụng.

Với Bộ khuếch đại Made Simple, nhà thiết kế điện tử không còn phải tính toán mạch tốn thời gian và tạo mẫu vật lý tốn kém. Công nghệ này cung cấp khả năng truy cập tức thì vào các mẫu SPICE mới nhất, các thông số và thông tin khác về bộ khuếch đại quang bán dẫn Quốc gia, đồng thời cho phép người dùng so sánh các đặc tính của nhiều thiết bị đồng thời. National Semiconductor đảm bảo giao bất kỳ sản phẩm nào được WEBENCH hỗ trợ trong vòng 24 giờ.

Phạm vi rộng và chi phí thấp của các bộ khuếch đại hoạt động tích hợp National Semiconductors, cũng như khả năng lựa chọn trực tuyến, khiến chúng trở nên rất hấp dẫn đối với nhiều nhà phát triển thiết bị điện tử. Bạn có thể tìm thông tin về các bộ khuếch đại hoạt động được xem xét, cũng như các thành phần khác do National Semiconductor sản xuất tại http://promelec.ru/lines/nsc.html hoặc trên trang web của nhà sản xuất www.national.com.

Văn chương

1. Volovich G. I. Mạch điện của các thiết bị điện tử tương tự và tương tự-kỹ thuật số. Matxcova: Nhà xuất bản Dodeka-XXI. Năm 2005.
2. Sách dữ liệu sản phẩm tương tự quốc gia. Phiên bản năm 2004.
3. Shtrapenin G. L. Bộ khuếch đại hoạt động tốc độ cao từ National Semiconductor // Chip News. 2003. số 10.

Nguồn cấp

Bộ khuếch đại vi sai Op-Amp với nguồn cung cấp đơn - Bật

Hãy bắt đầu với các điều khoản để làm rõ hơn những gì sẽ được thảo luận bên dưới.

Bộ khuếch đại là một nút hoặc thậm chí là toàn bộ thiết bị có thể làm tăng công suất của tín hiệu điện đi qua nó. Từ "quyền lực" không được sử dụng ở đây vô ích, vì có những thiết bị khác làm tăng các chỉ số dòng điện riêng lẻ - cường độ hoặc điện áp của nó (ví dụ, máy biến áp), các phần tử như vậy không thể được gọi là bộ khuếch đại.

Bộ khuếch đại vi sai là một loại bộ khuếch đại trong đó tín hiệu đầu ra tương ứng với hiệu điện thế ở các đầu vào (thường có hai đầu vào, nhưng các bộ khuếch đại vi sai với một đầu vào rất hiếm khi được sử dụng, chẳng hạn như bộ lặp) tăng lên bởi một hệ số nhất định.

Op-amp (viết tắt của từ "bộ khuếch đại hoạt động", trong tiếng Anh, nó nghe giống như bộ khuếch đại hoạt động hoặc OpAmp) là một phân loài của bộ khuếch đại vi sai DC có độ lợi rất cao.

Chúng được chỉ ra trong các sơ đồ như sau.

Op-amp với nguồn cung cấp duy nhất

Nguồn cung cấp của op-amp có thể là lưỡng cực (nguồn điện có đầu ra là điện thế âm, dương và 0) hoặc đơn cực (chỉ cung cấp điện thế dương và 0).

Nguồn cung cấp điện đơn cực của op-amp dễ dàng hơn nhiều để thực hiện các mạch hiện đại chạy bằng pin hoặc pin.

Những ưu điểm của nguồn điện đơn cực của op-amp bao gồm những điều sau:

1. Tiêu thụ điện năng được giảm bớt (so với những người lưỡng cực);

2. Chỉ cần một nguồn hiện tại;

3. Có thể xây dựng các mạch hiệu quả cho các thiết bị di động chạy bằng pin sạc.

Đó là lý do tại sao hầu hết các bộ khuếch đại hoạt động hiện đại được thiết kế cho nguồn cung cấp đơn cực và hoạt động trên thực tế nửa chừng (ví dụ: dòng Rail to Rail).

Nhưng do độ chính xác thấp và giảm độ lợi, cần phải đặc biệt chú ý đến việc lựa chọn chính xác op amp.

Do có nhiều loại op-amps và chức năng của chúng, quy trình chọn một bộ khuếch đại làm sẵn cho nhu cầu của riêng bạn trở nên khá phức tạp. Mạch sau đây của nhà sản xuất hàng đầu STMicroelectronics có thể giúp bạn điều này.

Ở đây GBR là tần số cắt và Icc là mức tiêu thụ hiện tại. Để chọn các phần tử làm sẵn từ các nhà sản xuất khác, bạn có thể sử dụng tìm kiếm các phần tử tương tự trực tiếp.

Bao gồm một op-amp với nguồn điện đơn cực trong mạch

Dưới đây, chúng tôi xem xét các cách triển khai phổ biến nhất của các tác vụ hệ điều hành điển hình.

Đơn giản nhất là bao gồm một amp op trong các mạch mà tín hiệu đầu vào là tương đối với mặt đất.

Bộ khuếch đại đảo sẽ trông như thế này.

Tín hiệu đầu ra sẽ được tính theo công thức

Mạch sẽ chỉ hoạt động nếu Vin là tích cực.

Dưới đây là một op-amp có thiên vị được áp dụng cho đầu vào không đảo ngược.

Một op-amp không đảo ngược mạnh mẽ hơn sẽ bật như thế này.

Ở đây độ lợi là 10 (giả sử R1 là 910 kΩ, R2 là 100 kΩ và R3 là 91 kΩ, LM358 được sử dụng làm DA1). Tính toán dựa trên công thức k = 1 + R1 / R2.

Tùy chọn bộ khuếch đại vi sai.

15.07.2019 - 08:24
Có lẽ

Sergey / 02/06/2019 - 23:23
Uout \ u003d (1 + 2 R1 / R2) (Uin1 - Uin2) Tôi tự hỏi điện áp đầu ra là bao nhiêu nếu Uin1

Các hệ thống điện tử di động chạy bằng pin ngày càng trở nên phổ biến hơn.
Thông thường, chúng sử dụng một điện áp nguồn duy nhất từ ​​5 V trở xuống. Lược đồ với đơn cực
cung cấp điện có thể làm giảm mức độ phức tạp của việc cung cấp điện và thường tăng hiệu quả về chi phí
các thiết bị.

Bộ khuếch đại hoạt động (op-amps) chủ yếu được sử dụng trong các mạch lưỡng cực, vì tín hiệu đầu vào và đầu ra của op-amp thường có thể có cả cực tính dương và cực âm so với bus mạch chung. Trong trường hợp đầu vào không đảo ngược của op-amp được kết nối với một bus chung, không có điện áp đầu vào chế độ chung nào gây ra lỗi trong quá trình chuyển đổi tín hiệu bằng mạch op-amp (Hình 1).

Khi đó điện áp đầu ra của op amp là Vout = -Vin R2 / R1.

Nếu nguồn tín hiệu đầu vào không được kết nối với một bus chung (Hình 2, a), thì hiệu điện thế Vsf giữa bus chung và đầu ra của nguồn tín hiệu đầu vào ảnh hưởng đến điện áp đầu ra Vout = - (Vin + Vsf) R2 / R1.

Đôi khi điều này có thể chấp nhận được, nhưng thường thì điện áp đầu ra của bộ khuếch đại nhất thiết phải được xác định chỉ bởi tín hiệu đầu vào Vin. Trong trường hợp này, op-amp được sử dụng trong kết nối vi sai và độ lệch được áp dụng cho đầu vào thứ hai, chính xác bằng Vsf (Hình 2, b). Điện áp Vsf tồn tại trong cả hai mạch đầu vào, và do đó,
là tín hiệu đầu vào trong pha. Sơ đồ kết nối đảo ngược của một op-amp với nguồn cung cấp đơn cực được thể hiện trong hình. 3 .

Ở đây, điện áp đầu vào không được gắn với điểm giữa của nguồn điện, như thường được thực hiện trong trường hợp nguồn điện hai cực của op-amp, mà với cực âm của nguồn điện. Mạch này không hoạt động nếu điện áp đầu vào là dương, vì điện áp đầu ra phải âm trong trường hợp này, và không có nguồn điện âm ở đây. Để hoạt động bình thường với tín hiệu đầu vào âm trong mạch này, bạn nên sử dụng bộ khuếch đại op cho phép kết nối đầu vào với xe buýt nguồn. Yêu cầu tất yếu để kết nối các đầu vào với một bus chung hoặc điện áp tham chiếu khác gây khó khăn cho việc xây dựng mạch trên op-amp với nguồn cung cấp đơn cực. Thông thường nhất là sử dụng nguồn cung cấp điện đơn cực cho các bộ khuếch đại hoạt động khi nguồn tín hiệu đầu vào là đơn cực, ví dụ, một điốt quang (Hình 4).

Trong các trường hợp khác, có thể sử dụng nhiều phương pháp phân cực điện áp đầu vào và đầu ra của op-amp.

Thiên vị op amp nguồn cung cấp đơn

Trên hình. 5 cho thấy ba sơ đồ chính để kết nối nguồn phân cực với nguồn cung cấp điện đơn cực cho op-amp.

Đề án trong hình. 5a là một bộ cộng đảo ngược,

trong bộ lễ phục. 5, b - bộ khuếch đại vi sai,

và trong hình. 5c - bộ cộng không đảo.

Nói chung, mối quan hệ giữa điện áp đầu vào và đầu ra trong các mạch này có thể được biểu diễn bằng phương trình

Vout = kVin + b. (3)

Phương trình (3) tương ứng với đồ thị phản ứng quá độ tĩnh của mạch với một amp op có dạng một đường thẳng
dòng (Hình 6).

Bảng 1.

Trong bảng. 1 cho thấy các giá trị của các hằng số k và b cho phương trình (2), tương ứng với các sơ đồ trong Hình. 5. Nếu trong sơ đồ trong Hình. 5, b hoán đổi nguồn V IN và V OF, sau đó là dòng dưới trong cột “Hình. 5, b "tab. một.
Các mạch và giá trị của hằng số k và b được chọn sao cho mọi giá trị có thể có của điện áp đầu vào
V IN điều kiện 0< V OUT < V S . (4)
Thông thường, k được xác định bởi độ lợi mạch yêu cầu, vì vậy người thiết kế chỉ có thể chọn cấu hình mạch và hằng số b. Chi tiết hơn, phần bù của op-amp với công suất đơn cực được thảo luận trong. Một mạch chuyển mạch op-amp điển hình để khuếch đại tín hiệu AC được cung cấp bởi nguồn đơn cực được trình bày trong hình. 7.

Ở đây, điện áp phân cực bằng một nửa điện áp cung cấp. Điện trở bộ chia phân cực có thể được chọn đủ cao để tránh gây căng thẳng cho nguồn tín hiệu đầu vào và nguồn.

Giới thiệu một điểm 0 nhân tạo

Việc sử dụng mạch phân cực có thể bị bỏ nếu sử dụng điểm không (giữa) giả, tức là điểm mạch có điện thế nằm ở khoảng giữa điện thế của các cực dương và cực âm của nguồn điện đơn cực. Để mạch khuếch đại tín hiệu lưỡng cực, một nguồn tín hiệu đầu vào được kết nối giữa đầu vào của bộ khuếch đại đảo và điểm 0 nhân tạo.
(Hình 8).

Trong trường hợp này, để tránh sai lệch điện áp đầu ra, tải R L được nối giữa đầu ra bộ khuếch đại và điểm 0 giả tạo. Điều này làm phức tạp việc xây dựng các mạch tạo thành điểm không.

Trên hình. 9 cho thấy các ví dụ về sơ đồ hình thành điện thế điểm không. Đơn giản nhất là một bộ phân áp điện trở, điểm giữa của nó được kết nối với điểm 0 giả tạo 0 (Hình 9, a). Tuy nhiên, khi có tải R L, dòng tải I L chạy qua một trong các điện trở của bộ chia này, tạo ra sự không đối xứng điện áp giữa các cực của nguồn điện và điểm 0, và mức độ không đối xứng này phụ thuộc vào cường độ dòng điện.
tải trọng. Giảm điện trở của bộ chia làm giảm tính không đối xứng của các điện áp này, nhưng đồng thời, tổn thất năng lượng trong bộ chia tăng lên.
Mạch với một diode zener (Hình 9, b) cung cấp sự ổn định tốt của điện thế của điểm 0 nhân tạo so với cực âm của nguồn điện. Là một diode zener trong mạch này, bạn nên sử dụng nguồn điện áp tham chiếu hai đầu ra (hoặc nguồn ba đầu ra có thể điều chỉnh, chẳng hạn như,
(TL431). Mạch này hoạt động tốt khi op-amp có dòng điện đầu ra chìm, nhưng việc giữ điện thế điểm 0 ổn định với dòng điện đầu ra chìm đáng kể yêu cầu một điện trở có điện trở thấp R, một lần nữa
gây ra tổn thất cao hơn. Các vấn đề tương tự nảy sinh khi sử dụng bộ ổn áp có phần tử điều khiển nối tiếp tạo thành điểm 0 nhân tạo.
Hiệu suất tốt nhất có một mạch với bộ khuếch đại hoạt động được kết nối theo một mạch tiếp theo không đảo với điểm giữa của bộ phân áp điện trở (Hình 9, c). Trong mạch này, bộ chia có thể có điện trở cao, vì nó chỉ được tải với dòng điện tĩnh đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động. Op-amp so sánh điện thế ở đầu ra của mạch với điện thế tại điểm giữa của bộ chia và duy trì điện áp ở đầu ra của nó sao cho sự khác biệt giữa các điện thế được so sánh bằng không. Hiệu ứng này đạt được thông qua hành động của phản hồi tiêu cực. Ở dòng điện tĩnh thấp mà mạch này tiêu thụ (nhỏ hơn 1 mA), bộ chia hoạt động như vậy có trở kháng đầu ra không quá 1 ohm.

Hiệu quả hơn nữa là việc sử dụng các vi mạch đặc biệt để hình thành điểm 0 nhân tạo (Hình 9, d). Texas Instruments (Mỹ) sản xuất IC loại TLE2425. IC này được sản xuất trong một gói ba đầu nối TO-92 có kích thước nhỏ và cung cấp dòng điện qua điểm giữa nhân tạo lên đến 20 mA theo bất kỳ hướng nào với mức tiêu thụ hiện tại không quá 0,25 mA và điện trở đầu ra động không lớn hơn 0,22 Ohm. Trong trường hợp tải có thể không được kết nối với điểm chung của mạch hoặc với bất kỳ bus nguồn nào, bạn có thể sử dụng tùy chọn đơn giản nhất để tạo điểm 0 nhân tạo trên bộ chia điện trở (Hình 9, a), nhưng với một mạch khuếch đại cầu (Hình 9, e).

Trong mạch này, bộ theo đảo ngược trên OU2 tạo ra một điện thế ở cực dưới của tải RL có điện thế ngược dòng so với điện thế của cực trên của nó. Ở đây, một dòng điện bằng V IN / R1 chạy vào điểm 0 giả tạo, vì vậy điện trở của biến trở R1 phải lấy càng lớn càng tốt, nếu không thì không thể xảy ra đối xứng điểm không. Ưu điểm bổ sung của mạch này: tăng biên độ điện áp tối đa
ở tải hai lần ở cùng một điện áp nguồn và hiệu suất tăng đáng kể ở toàn bộ dải điện áp đầu ra.

Mở rộng phạm vi động

Giảm điện áp cung cấp của op-amp từ +15 V thông thường xuống 5 V đơn cực làm giảm đáng kể phạm vi biên độ của điện áp đầu vào và đầu ra. Phạm vi biên độ trong trường hợp này có thể được xác định là sự khác biệt giữa điện áp đầu vào (đầu ra) tối đa và tối thiểu có thể có. Việc sử dụng các bộ khuếch đại được thiết kế cho nguồn cung cấp lưỡng cực cũng có thể thực hiện được với nguồn cung cấp đơn cực, nhưng trước hết, với sự chênh lệch tiềm năng thấp giữa các đầu nối nguồn cung cấp, không phải tất cả các loại op-amps như vậy đều có các đặc tính chấp nhận được (ví dụ, độ lợi) và thứ hai, phạm vi biên độ, điện áp đầu ra của chúng tương đối nhỏ do điện áp bão hòa khá cao của các bóng bán dẫn ở giai đoạn đầu ra. Sự thay đổi điện áp đầu ra của các bộ khuếch đại đa năng thông thường không đạt đến điện thế trên và dưới của nguồn điện bằng 1 ... 2 V ở tải danh định. Khi một bộ khuếch đại như vậy được cấp nguồn từ nguồn 5 V đơn cực, phạm vi biên độ của đầu ra sẽ là 1 ... 3 V. Điều này có nghĩa là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu giảm nghiêm trọng và giảm độ phân giải của mạch. .

Hiện tại, để vận hành từ các bộ nguồn điện áp thấp, bao gồm cả các bộ đơn cực, một số lượng lớn các mô hình op-amp với công suất đầu ra đầy đủ (“Rail-to-Rail”) đã được phát triển. Điện áp đầu ra của các bộ khuếch đại như vậy trong quá trình hoạt động không tải có thể thay đổi thực tế từ điện thế của cực âm của nguồn điện đến điện thế của cực dương.

Mạch của các giai đoạn đầu ra của bộ khuếch đại xoay hoàn toàn và bộ khuếch đại op thông thường là khác nhau. Giai đoạn đầu ra của bộ khuếch đại op thông thường được xây dựng theo một mạch thu chung trên các bóng bán dẫn bổ sung (Hình 10, a).

Khi sử dụng một giải pháp mạch như vậy, về nguyên tắc không thể giảm điện áp tối thiểu qua bóng bán dẫn đầu ra. Như sau từ sơ đồ trong Hình. 10, a, nguồn dòng I phải cung cấp dòng điện cực góp của bóng bán dẫn của tầng khuếch đại điện áp VT3 và dòng điện cơ bản của bóng bán dẫn đầu ra VT1. Đối với hoạt động bình thường của mạch nguồn hiện tại, cần giảm điện áp qua nó VT1 ít nhất là 1 V. Phần còn lại của tổng điện áp rơi vào bóng bán dẫn đầu ra. Bạn có thể giảm mức sụt tối thiểu trên các bóng bán dẫn của tầng đầu ra bằng cách bật các bóng bán dẫn ở tầng đầu ra theo mạch phát chung (Hình 10, b). Theo sơ đồ này, một giai đoạn đầu ra được xây dựng, chẳng hạn như op-amp AD823 từ Thiết bị Analog.

Trên hình. Hình 11 cho thấy điện áp bão hòa V SAT của các bóng bán dẫn đầu ra của bộ khuếch đại này dưới dạng hàm của dòng tải I L đối với điện áp đầu ra tối đa (V S -V OH) và nhỏ nhất (V OL). Rõ ràng, khi bộ khuếch đại chạy không tải, điện áp đầu ra tối đa gần như đạt đến điện áp cung cấp và mức tối thiểu khác với 0 một chút. Hiệu suất nhàn rỗi tốt hơn được cung cấp bởi các bộ khuếch đại trong đó tầng đầu ra được xây dựng trên các bóng bán dẫn MOS bổ sung (Hình 10, c).
Điện trở mở hoàn toàn của MOSFET trên và dưới của tầng đầu ra của loại op amp TLC2272 từ Texas InstRuments lần lượt là 500 và 200 ohms, khi bộ khuếch đại được cấp nguồn từ nguồn 5 V đơn cực.

Nếu tải R L được kết nối giữa đầu ra của op-amp và điểm chung của mạch, như thể hiện trong hình. 4, sau đó ở điện áp đầu ra thấp, dòng điện đầu ra cũng nhỏ, và điện áp trên bóng bán dẫn mở dưới của bộ khuếch đại rất gần bằng 0 (phần nhỏ của milivôn). Nếu dòng tải cao và tải được kết nối bởi một đầu cuối khác với điểm cộng của nguồn điện hoặc điểm 0 giả tạo, điện áp tại bóng bán dẫn đầu ra mở hoàn toàn có thể đạt giá trị lớn (hơn 1 V) . Một số ứng dụng không chỉ yêu cầu xoay toàn bộ của đầu ra op-amp, mà còn cả điện áp chế độ chung đầu vào xoay toàn bộ (Rail-to-Rail) đầu vào V SP (đầu vào xoay hoàn toàn). Điều này là cần thiết, ví dụ, trong một mạch lặp không đảo ngược phù hợp với cảm biến tín hiệu với bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số. Đối với một số ứng dụng, phạm vi tín hiệu đầu vào phải thấp hơn điện thế của bus chung 0,2 ... 0,3 V. Điều này là bắt buộc đối với nguồn điện đơn cực của bộ khuếch đại đảo, trong đó điện áp âm phải được áp dụng cho đầu vào (Hình 3), ví dụ, trong mạch quang kế (Hình 4), trong đó cực tính của điện áp tại đầu vào đảo ngược của op-amp thấp hơn một chút so với đầu vào không đảo. Bộ khuếch đại với đầu vào xoay hoàn toàn có cấu trúc mạch phức tạp hơn đáng kể so với các bộ khuếch đại thông thường. Chúng không có ưu điểm nào khác, ngoại trừ khả năng làm việc với nhiều loại tín hiệu chế độ chung đầu vào. Do đó, chúng chỉ nên được sử dụng ở những nơi thực sự cần thiết.

Trên hình. 12 và biểu đồ của giai đoạn đầu vào vi sai của một op-amp thông thường được hiển thị. Nó bao gồm hai cấu trúc phối hợp. Để tín hiệu đầu vào đạt đến tiềm năng của bus chung, các bóng bán dẫn p-n-p được sử dụng.
Cấu trúc này cho phép bạn áp dụng tiềm năng của một bus chung cho đầu vào mà không làm gián đoạn hoạt động của giai đoạn đầu vào. Tại
ở điện áp đầu vào chế độ chung thấp hơn, hành vi của front-end trở nên không thể đoán trước được. Thường có sự đảo ngược các đầu vào, trong đó dấu hiệu của phản hồi thay đổi và op-amp chuyển sang chế độ kích hoạt
(cái gọi là "snap"). Vì điện áp ở nguồn hiện tại V IT trong mạch trong hình. 12 và không nên
nhỏ hơn 0,4 V (nếu không thì đơn giản là nó sẽ không hoạt động) và điện áp phát gốc của bóng bán dẫn V BE ở chế độ hoạt động
xấp xỉ 0,6V, thì tín hiệu chế độ chung đầu vào phải thấp hơn điện áp nguồn ít nhất 1V.

Trên hình. 12, b cho thấy một tầng vi sai trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường kênh n với tiếp giáp p-n điều khiển (bóng bán dẫn JFET). Vì điện áp cổng nguồn ngưỡng của các bóng bán dẫn như vậy là -2 ... -3 V, nên dễ dàng đảm bảo hoạt động bình thường của giai đoạn đầu vào của op-amp với điện áp đầu vào chế độ chung âm nhỏ. Đây là cách giai đoạn đầu vào của amp op AD823 được xây dựng với đầu ra đầy đủ. Bộ khuếch đại này hoạt động bình thường ở -1 V< V СФ < V S –1 В.

Nếu yêu cầu hoạt động của op-amp với toàn bộ dải điện áp đầu vào, thì giai đoạn vi sai bổ sung kép được sử dụng (Hình 12, c). Biến thể lưỡng cực được hiển thị trong Hình. 12, c, được sử dụng trong op-amps của loại TLV245x và OP196, phiên bản CMOS của mạch này là trong TLV247x và AD853x. Từ sơ đồ rõ ràng là cả hai bộ khuếch đại vi sai của tầng đầu vào được điều khiển đồng thời. Bộ khuếch đại vi sai (DU) với bóng bán dẫn p-n-p hoạt động ở mức tín hiệu đầu vào tối đa thấp hơn điện áp nguồn 1 V. Để bộ khuếch đại n-p-n hoạt động bình thường, tín hiệu chế độ chung ít nhất là 1 V. Do đó, trong vùng 1 V. V S –1 V và 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
ranh giới của các vùng này, có thể gây ra méo tín hiệu được khuếch đại. Bạn có thể giảm những biến dạng này bằng cách kết nối nối tiếp với điện trở đầu vào không đảo RC (Hình 3), điện trở của nó được xác định theo công thức

Rc = R1R2 / R1 + R2 (5)

Trong bảng. 2 hiển thị các thông số chính (giá trị điển hình) của một số loại amply op được thiết kế để hoạt động với một nguồn cung cấp duy nhất.

Mạch op-amp với nguồn điện đơn cực

Bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính
Sơ đồ của một bộ ổn áp tuyến tính trên một op-amp với một bóng bán dẫn điều chỉnh được kết nối theo mạch với OK được hiển thị trong hình. 13, a.

Đoạn mạch chứa một op-amp được nối theo mạch của bộ khuếch đại không đảo có hồi tiếp điện áp âm, nguồn điện áp chuẩn V REF và một tranzito VT điều hòa n-p-n mắc nối tiếp với tải. Điện áp đầu ra V OUT được điều khiển bởi một mạch phản hồi âm được thực hiện trên một bộ chia điện trở R 1 R 2. Op amp đóng vai trò của một bộ khuếch đại lỗi. Lỗi ở đây là sự khác biệt giữa điện áp tham chiếu V REF được cung cấp bởi nguồn điện áp tham chiếu (ION) và
điện áp đầu ra bộ chia R 1 R 2

ΔV = V REF - V RA R1 / R1 + R2. (6)

Bộ khuếch đại hoạt động được cung cấp bởi điện áp dương đơn cực. Đồng thời, các bộ khuếch đại hoạt động được thiết kế cho nguồn cung cấp lưỡng cực +15 V có thể được sử dụng trong các mạch ổn định.
với điện áp đầu vào lên đến 30 V. Điện áp đầu ra ổn định được giới hạn từ bên dưới bởi điện áp đầu vào chế độ chung tối thiểu của op-amp và từ bên trên bởi tổng điện áp bão hòa của op-amp và độ bão hòa điện áp của bộ phát gốc của bóng bán dẫn điều chỉnh, tức là điện áp đầu vào - đầu ra tối thiểu cho phép của bộ ổn định khi được sử dụng
op amps thông thường sẽ lớn (khoảng 3 V). Trên hình. 13, b cho thấy sơ đồ của bộ ổn định có điện áp đầu vào / đầu ra giảm (cái gọi là bộ ổn định LDO). Ở đây bóng bán dẫn điều chỉnh được bật
theo chương trình với OE, vì vậy có thể có vấn đề với sự ổn định. Điện áp đầu vào / đầu ra tối thiểu cho phép
mạch này chỉ bị giới hạn bởi điện áp bão hòa của cực thu-phát của bóng bán dẫn điều chỉnh VT.

chỉnh lưu chính xác

Đáng chú ý trong sự đơn giản, mạch của một bộ chỉnh lưu chính xác toàn sóng được hiển thị trong hình. 14.

Nó hoàn toàn không chứa điốt. Tuy nhiên, chỉ op-amps có đầy đủ điện áp đầu vào và đầu ra (Rail-to-Rail) mới có thể được sử dụng trong mạch này. Bộ khuếch đại nhất thiết phải được cấp nguồn từ nguồn đơn cực. Nếu V IN> 0, thì op-amp hoạt động như một bộ theo dõi không đảo ngược. Trong trường hợp này, bộ khuếch đại OU2 hoạt động ở chế độ vi sai và V OUT \ u003d V IN. Tại 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 |.

Bộ khuếch đại op-amp 2 luôn hoạt động ở chế độ tuyến tính và tiềm năng của op-amp đầu vào không đảo ngược ở 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.
Nhà sản xuất khuyến nghị dải tín hiệu đầu vào là ± 1 V cho mạch này với nguồn 5 volt. Do thực tế là op-amp 1 mất nhiều thời gian để thoát ra khỏi độ bão hòa, dải tần của mạch trở thành khá hẹp - đối với op-amp OP291, nó là 0 ... 2 kHz.

Mạch đo lường hiện tại

Để đo dòng điện cao trong một đường dây dưới điện thế tương đối cao, mạch điện được hiển thị trong hình. 15.

Dòng điện chạy qua tải tạo ra điện áp V IN trên shunt Rsh, ở đây là cảm biến dòng điện. Chúng tôi cho rằng OU là lý tưởng. Sau đó, không có dòng điện nào chạy qua đầu vào đảo ngược của bộ khuếch đại và vì điện áp giữa các đầu vào vi sai của bộ khuếch đại bằng 0, điện áp V IN được áp dụng cho điện trở bên trái R. Dòng điện qua điện trở R và cực thu của bóng bán dẫn VT

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

Bỏ qua dòng điện cơ bản của bóng bán dẫn, chúng tôi tìm thấy điện áp đầu ra của mạch

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

Đó là sơ đồ này mà đồng hồ đo dòng Burr-Brown INA168 được làm bằng (các ranh giới tinh thể được thể hiện trong Hình 15 bằng một đường đứt nét). Nó cho phép điện áp đầu vào chế độ chung lên đến 60V và độ lợi điện áp shunt lên đến 100. Dòng điện do vi mạch rút ra chỉ là 50uA. Vi mạch LT1787 có mục đích tương tự được chế tạo đối xứng, vì nó kết hợp bộ khuếch đại với các đầu vào và đầu ra khác biệt và tải ở dạng gương dòng điện. Điện áp chế độ chung cho phép cũng là 60 V. Dải động -12 bit (72 dB). Chip đo dòng điện MAX471 có một điện trở shunt trên chip, được thiết kế cho dòng điện lên đến 3 A, trong khi MAX4372 không có điện trở như vậy, nhưng sai số chuyển đổi của nó không vượt quá 0,18%.

Công cụ chuyển đổi D / A
với đầu ra điện áp

Sự kết hợp của một DAC đầu ra hiện tại, chẳng hạn như AD7541A 12-bit và một bộ khuếch đại op đầy đủ được thể hiện trong Hình 1. mười sáu.

Ở đây, việc đưa vào nghịch đảo của ma trận điện trở R-2R được sử dụng. Op-amp được kết nối theo sơ đồ của bộ khuếch đại không đảo với độ lợi 2. TL431 có thể được sử dụng làm nguồn điện áp tham chiếu. Điện áp đầu ra của mạch được cho bởi

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

trong đó DI là mã đầu vào.

kết luận

Bộ khuếch đại op được cấp nguồn lưỡng cực có thể hoạt động trong các mạch nguồn đơn, nhưng phạm vi đầu vào và đầu ra của chúng có thể quá hẹp. Op-amps được thiết kế để hoạt động với một nguồn duy nhất, đến lượt nó, cũng có thể hoạt động trong các mạch có nguồn điện lưỡng cực. Chỉ cần hiệu điện thế giữa nguồn dương và nguồn âm không vượt quá điện áp cung cấp tối đa cho phép đối với loại bộ khuếch đại này. Nếu cần khuếch đại tín hiệu AC, thì với nguồn cung cấp đơn cực, nên sử dụng mạch phân cực và tụ ghép (Hình 7).
Nếu tín hiệu đầu vào DC là lưỡng cực, thì có thể sử dụng mạch phân cực, nhưng nó thuận tiện hơn
giới thiệu về mạch của một điểm không nhân tạo. Nếu nó được thiết kế để hoạt động với các tín hiệu đầu vào thấp hơn điện thế bus chung với một nguồn cung cấp, cần thực hiện các biện pháp, nếu cần, để bảo vệ các đầu vào của bộ khuếch đại.

Georgy Volovich,
[email được bảo vệ]

Văn chương
1. Mancini R. Kỹ thuật thiết kế Op Amp cung cấp đơn // Ứng dụng RepoRt SLOA030. - Texas Instruments
Hợp nhất. - Tháng 10 năm 1999. - 23 tr.
2. Volovich G. Tính ổn định của ổn áp tích phân tuyến tính. - Circuitry, 2001. Số 11.