Circuiti integrati per amplificatori operazionali: configurazione dei pin, caratteristiche e funzionamento

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1. IC 741

L'amplificatore operazionale più comunemente usato è IC741. L'amplificatore operazionale 741 è un amplificatore di tensione, inverte la tensione di ingresso in uscita, si trova quasi ovunque nei circuiti elettronici.

Configurazione pin:

Vediamo la configurazione dei pin e il test di 741 amplificatori operazionali. Di solito, questo è un numero in senso antiorario attorno al chip. È un IC a 8 pin. Forniscono prestazioni superiori in integratori, amplificatori sommatori e applicazioni di feedback generali. Questi sono amplificatori operazionali ad alto guadagno, la tensione sull'ingresso invertente può essere mantenuta quasi uguale a Vin.




Configurazione dei pin del diagramma dell

È un pacchetto dual-in-line a 8 pin con una piedinatura mostrata sopra.



Pin 1: offset nullo.

Pin 2: terminale di ingresso invertente.

Pin 3: terminale di ingresso non invertente.


Pin 4: –VCC (alimentazione di tensione negativa).

Pin 5: offset nullo.

Pin 6: tensione di uscita.

Pin 7: + VCC (alimentazione a tensione positiva).

Pin 8: nessuna connessione.

I pin principali dell'amplificatore operazionale 741 sono pin2, pin3 e pin6. Nell'amplificatore invertente, viene applicata una tensione positiva al pin2 dell'amplificatore operazionale che otteniamo come tensione negativa attraverso il pin 6. La polarità è stata invertita. In un amplificatore non invertente, una tensione positiva viene applicata al pin3 dell'amplificatore operazionale che otteniamo come tensione positiva attraverso il pin 6. La polarità rimane la stessa nell'amplificatore non invertente. Vcc è solitamente nell'intervallo da 12 a 15 volt. Quando vengono utilizzate due alimentazioni (+ Vcc / -Vcc), sono della stessa tensione e di segno opposto in quasi tutti i casi. Ricordare che l'amplificatore operazionale è un amplificatore di tensione differenziale ad alto guadagno. Per un amplificatore operazionale 741, il guadagno è di almeno 100.000 e può essere superiore a un milione (1.000.000). Questo è un fatto importante che dovrai ricordare mentre metti il ​​741 in un circuito.

Esistono molti circuiti di applicazione comuni che utilizzano l'amplificatore operazionale IC741, sono sommatore, comparatore, sottrattore, integratore, differenziatore e inseguitore di tensione.

Di seguito è riportato un esempio di circuiti basati su 741 IC. Tuttavia, il 741 viene utilizzato come comparatore e non come amplificatore. La differenza tra i due è piccola ma significativa. Anche se usato come comparatore il 741 rileva ancora segnali deboli in modo che possano essere riconosciuti più facilmente. Un comparatore è un circuito che confronta due tensioni di ingresso. Una tensione è chiamata tensione di riferimento e l'altra è chiamata tensione di ingresso. È un circuito che confronta una tensione di segnale applicata a un ingresso di un amplificatore operazionale con una tensione di riferimento nota sull'altro ingresso. L'amplificatore operazionale 741 ha caratteristiche di trasferimento ideali (uscita ± Vsat) e l'uscita viene modificata con un incremento della tensione di ingresso di 2 mV.

Configurazione dei pin del diagramma dell

Configurazione dei pin dello schema del circuito dell'amplificatore operazionale 741

2. LM324

LM324 è un circuito integrato quad op amp con elevata stabilità, larghezza di banda progettato per funzionare da un singolo alimentatore su un'ampia gamma di tensioni. Hanno alcuni vantaggi dissimili rispetto ai tipi di amplificatori operazionali standard nelle applicazioni a alimentazione singola. Si tratta di un pacchetto doppio in linea a 14 pin, contiene quattro amplificatori operazionali compensati internamente e due stadi, mostrati in figura.

LM324

LM324

  • I pin 1, 7, 8 e 14 sono le uscite del comparatore
  • I pin 2, 6, 9 e 13 sono gli ingressi invertenti del compattatore
  • I pin 3, 5, 10 e 12 sono ingressi non invertenti del comparatore
  • Il pin 11 è a terra (0V)
  • Il pin 4 è la tensione di alimentazione 5V

Caratteristiche:

  • Compensazione interna in frequenza per guadagno unitario
  • Ampio guadagno di tensione CC 100 dB
  • Ampia larghezza di banda 1 MHz
  • Ampia gamma di alimentazione: alimentazione singola da 3V a 32V
  • Essenzialmente indipendente dalla tensione di alimentazione
  • Intervallo di tensione di ingresso differenziale pari alla tensione di alimentazione
  • Ampia oscillazione della tensione di uscita da 0 V a V + - 1,5 V.

I potenziali divisori dell'LM323 sono collegati agli ingressi invertenti e non invertenti dell'amplificatore operazionale per fornire una certa tensione a questi terminali. La tensione di alimentazione è data a + V e –V è collegata a terra. L'uscita di questo comparatore sarà logico alto se l'ingresso del terminale non invertente è maggiore dell'ingresso del terminale invertente del comparatore. Quando l'ingresso invertente è maggiore del non invertente, l'uscita logica bassa (0) sarà.

Funzionamento di LM324:

  • Quando l'alimentazione viene applicata al terminale non invertente che è inferiore alla tensione invertente dell'amplificatore operazionale, l'uscita diventa zero, il che significa che non c'è flusso di corrente. Perché lo sappiamo già quando '+> - = 1' . Qui il segno '+' indica il terminale non invertente e il segno '-' indica il terminale invertente.
  • Se la tensione di non inversione è maggiore della tensione di inversione, l'uscita sarà alta.
  • In questa uscita dell'LM324 è collegata internamente una resistenza e ha qualche disposizione all'interno dell'IC, il che fa molta differenza rispetto ad altri comparatori.
  • È tirato internamente, quindi non necessita di alcun collegamento di resistenza dall'alimentazione.
LM324 Cricuit

LM324 Cricuit

3. LM339

L'LM339 è un comparatore più comunemente usato, progettato per l'uso in applicazioni di rilevamento di livello, rilevamento di basso livello e memoria in applicazioni elettroniche automobilistiche e industriali. Ha quattro comparatori integrati che confronta due livelli di tensione di ingresso e fornisce un'uscita digitale per mostrare quello più grande.

Questi comparatori hanno inoltre una caratteristica unica in quanto l'intervallo di tensione di modo comune di ingresso include la massa, nonostante siano azionati da un'unica tensione di alimentazione.

LM339

LM339

  • I pin 1, 2, 13 e 14 sono le uscite del comparatore
  • Il pin 3 è la tensione di alimentazione 5V
  • I pin 4, 6, 8 e 10 sono ingressi invertenti del comparatore
  • I pin 5, 7, 9 e 11 sono ingressi non invertenti del comparatore
  • Il pin 12 è a terra (0V)

Caratteristiche:

  • Segnale o doppia alimentazione
  • Ampia gamma di alimentazione operativa (VCC = 2V ~ 36V)
    • Potenza massima: da 2 V a 36 V.
    • Testato a 30 V: dispositivi non V.
  • La tensione di modo comune in ingresso include la massa
  • Basso consumo di corrente (IF = 0,8 mA)
  • Uscite open collector per cablaggio e collegamento
  • Bassa corrente di polarizzazione in ingresso 25nA
  • Bassa tensione di saturazione in uscita
  • Uscita compatibile con il sistema logico TTL, DTL e CMOS
  • Intervallo di tensione di ingresso differenziale pari alla tensione di alimentazione

I potenziali divisori dell'LM339 sono collegati agli ingressi invertenti e non invertenti dell'amplificatore operazionale per fornire una certa tensione a questi terminali. La tensione di alimentazione è data a + V e –V è collegata a terra. L'uscita di questo comparatore sarà logico alto se l'ingresso del terminale non invertente è maggiore dell'ingresso del terminale invertente del comparatore.

Funzionamento di LM339:

  • Quando l'alimentazione viene applicata al terminale non invertente che è inferiore alla tensione invertente dell'amplificatore operazionale, l'uscita diventa zero, il che significa che non c'è flusso di corrente. Perché lo sappiamo già quando '+> - = 1' . Qui il segno '+' indica il terminale non invertente e il segno '-' indica il terminale invertente.
  • Se la tensione non invertente è maggiore della tensione invertente, il flusso di corrente sarà nel dispositivo.
  • L'LM339 agisce come un collettore aperto, ecco perché abbiamo collegato la resistenza dall'alimentazione, se rimuoviamo la resistenza non c'è flusso di corrente nel circuito.
LM324 Cricuit

LM324 Cricuit

4. LM258

Gli amplificatori operazionali LM358 sono utilizzati in amplificatori per trasduttori, blocchi di guadagno cc e tutti i circuiti op-amp convenzionali che ora possono essere implementati più facilmente in sistemi di alimentazione singola. Ad esempio, l'amplificatore operazionale LM358 può essere azionato direttamente dalla tensione di alimentazione standard di +5 V che viene utilizzata come parte dei sistemi digitali e fornirà facilmente l'elettronica di interfaccia richiesta senza la necessità di alimentatori aggiuntivi di ± 15 V.

Viene fornito in un pacchetto DIP a 8 pin mostrato di seguito.

LM358

LM358

Descrizione pin:

  • I pin 1 e 7 sono uscite del comparatore
  • I pin 2 e 6 sono ingressi invertenti
  • I pin 3 e 5 sono ingressi non invertenti
  • Il pin 4 è a terra (GND)
  • Il pin 8 è VCC +

Caratteristiche:

  • Compensazione interna in frequenza per guadagno unitario
  • Ampio guadagno di tensione CC: 100 DB
  • Ampia larghezza di banda
  • Ampia gamma di alimentazione: alimentazione singola: da 3V a 32V
  • Assorbimento di corrente di alimentazione molto basso essenzialmente indipendente dalla tensione di alimentazione
  • Bassa tensione di offset in ingresso: 2 mV
  • L'intervallo di tensione di modo comune in ingresso include la massa
  • Intervallo di tensione di ingresso differenziale pari alla tensione di alimentazione
  • Consumo di energia adatto per il funzionamento a batteria

Vantaggi:

  • Due amplificatori operazionali compensati internamente
  • Elimina la necessità di doppie forniture
  • Consente il rilevamento diretto vicino a GND e anche VOUT va a GND
  • Compatibile con tutte le forme di logica
  • Consumo di energia adatto per il funzionamento a batteria

Funzionamento di LM358:

L'ingresso invertente del comparatore LM358, cioè il pin 2, è dato alla tensione fissa, cioè nel rapporto 47k: 10k e l'ingresso non invertente del comparatore viene abbassato e viene fornito al terminale di rilevamento. Quando la resistenza tra l'alimentazione positiva e l'ingresso non invertente è alta, ne risulta che l'ingresso non invertente è inferiore all'ingresso invertente rendendo l'uscita del comparatore come logica bassa sul pin1. E quando la resistenza scende rendendo disponibile una tensione all'ingresso non invertente maggiore dell'ingresso invertente, in modo che l'uscita del comparatore sia logica alta.

Circuito LM3585. Amplificatore operazionale CA 3130

È un eccellente amplificatore operazionale che richiede requisiti di corrente di ingresso molto bassi. La sua uscita sarà nello stato zero in modalità off. CA3130 è il BiMOS IC a 15MHz con ingressi MOSFET e un'uscita bipolare. Negli ingressi sono presenti transistor MOSFET che forniscono un'impedenza di ingresso molto elevata. La corrente di ingresso può essere fino a 10pA. L'IC mostra una velocità di prestazioni molto elevata e combina il vantaggio di entrambi i transistor CMOS e bipolari. La presenza di transistor PMOS sugli ingressi determina una capacità della tensione di ingresso di modo comune fino a 0,5 volt al di sotto del rail negativo. Quindi è ideale nelle applicazioni a fornitura singola.

L'uscita ha una coppia di transistor CMOS che fa oscillare la tensione di uscita entro 10 mV da entrambi i terminali della tensione di alimentazione. L'IC CA3130 funziona da 5 a 16 volt e può essere compensato in fase con un singolo condensatore esterno. Dispone inoltre di terminali per regolare la tensione di offset e lo stroboscopio.

Circuito bug mobile utilizzando CA3130

Circuito bug mobile utilizzando CA3130

6. Amplificatore operazionale CA 3140

È l'amplificatore operazionale BiMOS da 4,5 MHz con ingressi MOSFET e uscita bipolare. Ha sia transistor PMOS che transistor bipolari ad alta tensione all'interno. Gli ingressi hanno MOSFET protetti da gate (PMOS) che forniscono un'impedenza di ingresso molto elevata tipicamente intorno a 1,5 T Ohm. Il fabbisogno di corrente in ingresso è molto basso intorno a 10pA. Presenta una risposta molto rapida e un'elevata velocità di esecuzione. L'uscita ha una protezione contro i danni da cortocircuito del terminale di carico. Lo stadio di ingresso ha PMOS FET che aiuta nella capacità di tensione di ingresso di modo comune fino a 0,5 volt. L'IC è compensato internamente in fase per un funzionamento stabile. Dispone inoltre di terminali per l'attenuazione della frequenza aggiuntiva e l'annullamento dell'offset.

Circuito di allarme anti-strappo anti-bag con CA3140

Circuito di allarme anti-strappo anti-bag con CA3140

7. TL071 Op Amp

È un amplificatore operazionale a basso rumore con ingressi JFET. Funziona in modalità ampia comune e consuma pochissima corrente. Richiede una polarizzazione di ingresso molto bassa e correnti di offset. L'uscita è protetta da cortocircuito e ha una velocità di risposta molto elevata di 13 V / us e mostra un funzionamento senza latch.TL0 71 è ideale per circuiti preamplificatori audio e ad alta fedeltà. TL071 e TL0 72 contengono un solo amplificatore operazionale all'interno mentre TL074 è un Quad OpAmp con 4 amplificatori operazionali all'interno.

Circuito di protezione del laptop che utilizza ICTL0 71.

Circuito di protezione del laptop che utilizza ICTL0 71

8. TL082 Op Amp

È un doppio OpAmp con ingressi e uscite separati. Dispone di ingressi JFET e uscite bipolari. Il circuito integrato mostra una velocità di risposta molto alta, un bias di ingresso basso. Ha anche una bassa corrente di offset e una bassa tensione di offset. I suoi ingressi possono essere polarizzati con correnti di ingresso molto basse. L'uscita dell'IC è protetta da cortocircuito. TL082 mostra un funzionamento senza latch e ha la compensazione della frequenza interna.

9. Amplificatore operazionale LM 311

È un singolo OPAMP in grado di pilotare circuiti DTL, RTL, TTL o MOS. La sua uscita può commutare fino a 50 volt e 50 mA di corrente. Funziona su un'ampia gamma di tensioni di alimentazione da 5 a 30 volt e richiede una sola alimentazione. Può pilotare direttamente relè, solenoidi ecc. Se la corrente richiesta è inferiore a 50 mA. La connessione pin dell'LM311 è diversa da quella degli altri OpAmp. Qui il pin3 è ingresso invertente e pin2 ingresso non invertente. Anche l'output è diverso. Ha due uscite. Il Pin7 è l'uscita positiva che assorbe la corrente mentre il Pin 1 è l'uscita negativa.

Il pin 7 è collegato al collettore del transistor di uscita NPN. Pin1 costituisce l'emettitore del transistor di uscita. Normalmente il transistor di uscita è nello stato off e il suo collettore verrà tirato su Vcc. Se la sua base riceve più di 0,7 volt, si satura e si accende. Questo riduce la corrente e il carico si accende. Quindi, a differenza di altri OpAmp, LM311 assorbe la corrente e l'uscita diventa bassa quando viene attivato.

Circuito timer orologio che utilizza IC LM 311. Il relè si attiva quando arriva l

Circuito timer orologio che utilizza IC LM 311. Il relè si attiva quando arriva l'ora impostata nell'orologio

10. IC 747

Il 747 è un doppio amplificatore operazionale generico contenente due amplificatori operazionali 741. I due amplificatori operazionali hanno una rete di polarizzazione comune e cavi di alimentazione. Altrimenti, il loro funzionamento è completamente indipendente. Le caratteristiche dell'amplificatore operazionale non sono latch-up quando viene superato l'intervallo di modo comune di ingresso, senza oscillazioni. È un pacchetto dual in line (DIP) a 14 pin, mostrato nella figura seguente:

Descrizione dei pin dell'amplificatore operazionale 747:

747 amplificatore operazionale

Pin1 - Terminale di ingresso invertente dell'amplificatore operazionale1

Pin2 - Terminale di ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale1

Pin3 - Amplificatore operazionale terminale nullo offset1

Pin4 - Tensione di alimentazione negativa (-V)

Pin5 - Terminale nullo di offset dell'amplificatore operazionale2

Pin6 - Terminale di ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale2

Pin7 - Terminale di ingresso invertente dell'amplificatore operazionale2

Pin8 - Terminale nullo di offset dell'amplificatore operazionale2

Pin9 - Tensione di alimentazione positiva (+ V) dell'amplificatore operazionale2

Pin10 - Uscita dell'amplificatore operazionale2

Pin11 - Nessuna connessione (NC)

Pin13 - Tensione di alimentazione positiva dell'amplificatore operazionale1

Pin14 - Terminale nullo di offset dell'amplificatore operazionale1

Caratteristiche dell'amplificatore operazionale 747:

  • Doppia tensione di alimentazione da ± 1,5 V a ± 15 V.
  • Nessuna compensazione di frequenza richiesta
  • Protezione da cortocircuito
  • Ampia gamma di tensioni di modo comune e differenziali
  • Basso consumo energetico
  • Guadagno di unità stabile
  • Nessun latch-up
  • Offset bilanciato nullo
  • La corrente di alimentazione è inferiore a 300 μA per amplificatore a 5 V.

Come testare un amplificatore operazionale IC?

Gli amplificatori operazionali sono ampiamente utilizzati nei circuiti elettronici come amplificatori, comparatori, seguitori di tensione, amplificatori sommatori ecc. La maggior parte degli amplificatori operazionali comunemente usati come 741, TL071, CA3130, CA3140 ecc. Hanno le stesse configurazioni dei pin. Quindi questo tester è utile per controllare il funzionamento dell'amplificatore operazionale durante la risoluzione dei problemi o la manutenzione. È uno strumento facile da realizzare, essenziale nel banco di lavoro di un hobbista o di un tecnico.

Il tester è cablato attorno a una base IC a 8 pin in cui è possibile inserire l'IC da testare. Il pin 2 (ingresso invertente dell'IC) è collegato a un divisore di potenziale R2, R3 che fornisce metà della tensione di alimentazione al pin 2. Il pin 3 (nessun ingresso invertente) della base dell'IC è collegato al VCC tramite R1 e un interruttore Push to on. Il pin di uscita 6 viene utilizzato per collegare il LED indicatore visivo tramite il resistore di limitazione della corrente R4.

TESTER OP-AMP

Il design è un comparatore di tensione. Inserire l'IC nella presa con l'orientamento corretto. La tacca sul lato sinistro del CI dovrebbe corrispondere alla tacca nella base del CI. In questa modalità comparatore, l'uscita di IC1 aumenta quando il suo pin 3 riceve una tensione maggiore del pin 2. Qui il pin 2 ottiene 4,5 volt (se la batteria è 9V) e il pin 3, 0 volt.

Quindi l'uscita rimane bassa e il LED sarà spento. Quando viene premuto S1, il pin 3 ottiene una tensione maggiore del pin 2 e l'uscita dell'IC diventa alta per accendere il LED. Ciò indica che il circuito all'interno dell'IC sta funzionando.

Test di topologie:

Ci sono tre topologie di test nell'amplificatore operazionale

  • I due loop di prova dell'amplificatore operazionale
  • Ciclo di autotest
  • Tre su loop dell'amplificatore

Ora hai un'idea della configurazione dei pin e dei circuiti integrati opam in caso di domande su questo argomento o sui componenti elettrici e progetti elettronici lascia i commenti qui sotto.

Video che mostra il confronto dei primi 4 circuiti integrati