ON Semiconductor produce o gamă largă de amplificatoare operaționale. În prima parte a articolului ne vom uita la produse noi. Trei microcircuite - LM392-D, LMV824DR2G, MC34072AMTTBG - sunt deja eliberați, LMV301SQ2T1G pregătirea pentru eliberare.

O caracteristică distinctivă a cipul LM392-D este plasarea unui amplificator operațional și a unui comparator într-un singur pachet (Fig. 1).

Orez. 1.

Ambele circuite sunt alimentate de la o sursă unipolară și au un nivel mai scăzut de tensiune de intrare în modul comun care se potrivește cu valoarea sursei negative. De asemenea, este posibil să utilizați sursa de alimentare bipolară. Microcircuitul are un consum redus, independent de nivelul tensiunii de alimentare, care este în intervalul 3...32 V. Valoarea consumului de curent în repaus este de 600 μA, ceea ce face avantajoasă utilizarea microcircuitului în dispozitive portabile. Ieșirea comparatorului este proiectată pentru conectarea microcircuitelor digitale TTL sau CMOS. Amplificatorul operațional are o tensiune de compensare de intrare scăzută, de obicei 2 mV. LM392-D poate fi utilizat în detectoare de nivel, oscilatoare controlate de tensiune și amplificatoare convertoare.

Un alt produs nou de la ON Semiconductor este cipul LMV824DR2G într-un pachet SOIC-14 cu un pas de pin de 1,27 mm, spre deosebire de modificarea anterioară LMV824DTBR2G într-un pachet TSSOP-14 cu un pas de 0,65 mm. LMV824 conține patru amplificatoare operaționale, ale căror principale caracteristici sunt tensiunea de decalaj de intrare scăzută, care nu depășește 3,5 mV și deviația de temperatură a tensiunii de compensare scăzută, a căror valoare medie este de 1 µV/°C. Tensiunea de intrare în modul comun include nivelul zero (tensiunea zero în raport cu potențialul de masă). Tensiunea de ieșire poate varia în cadrul tensiunii de alimentare cu o sarcină de până la 600 ohmi. O rată tipică de modificare a tensiunii de ieșire este de 1,4 V/µs. Consumul de curent al tuturor celor patru amplificatoare nu depășește 1,5 mA în domeniul de temperatură -40...85°C. Produsul câștigului și lățimii de bandă este de 5 MHz. Notebook-urile și modemurile sunt sugerate ca domenii de aplicare primară.

Un alt produs nou de la ON Semiconductor este cipul MC34072AMTTBG, care conține două amplificatoare operaționale cu alimentare unică de 3...44 V și tensiune offset scăzută. Principala diferență dintre această modificare și microcircuitele dezvoltate anterior ale familiei MC34071/MC34072/MC34074 este o versiune în carcasa WQFN10 cu dimensiuni de 2,6x2,6x0,8 mm. O familie de 42 de circuite integrate care conțin de la unul la patru amplificatoare și sunt disponibile în intervale de temperatură comerciale, industriale și militare, inclusiv versiuni în pachete PDIP și SOIC și caracterizate printr-un produs câștig-lățime de bandă de 4,5 MHz și o rată de rampă a tensiunii de ieșire de 13 V /μs și un timp scurt de stabilire a semnalului de ieșire la un nivel de 0,1% (1,1 μs). Deși circuitele integrate pot fi alimentate de la o sursă bipolară, acestea sunt potrivite pentru conectarea la o sursă unipolară, deoarece gama de niveluri de tensiune în modul comun de intrare include zero (potenţialul de masă). Datorită utilizării unui circuit Darlington în stadiul de intrare, seria de microcircuite are și o impedanță de intrare mare, o tensiune de offset de intrare scăzută, care nu depășește 3 mV pentru versiunea cu sufix A și un câștig mare. Amplificatoarele operaționale permit conectarea sarcinilor capacitive de până la 10 nF și sunt protejate împotriva scurtcircuitelor la ieșire.

Microcircuitul este în prezent în curs de pregătire pentru eliberare LMV301SQ2T1G. Acest amplificator operațional, realizat folosind tehnologia CMOS, poate funcționa în domeniul de tensiune de alimentare de 1,8 ... 5 V și are un consum de curent în repaus de cel mult 200 μA. Curentul de polarizare de intrare scăzut (35 pA) și impedanța mare de intrare fac posibilă utilizarea microcircuitelor pentru a amplifica semnalele de la dispozitive cu impedanță de ieșire mare, cum ar fi fotodiodele. Performanța excelentă a tensiunii de ieșire, care variază în cadrul tensiunii de alimentare, îmbunătățește imunitatea la zgomot a circuitelor. Etapele de ieșire LMV301 sunt capabile să opereze sarcini cu o componentă activă de până la 600 ohmi și o componentă capacitivă de până la 1000 pF. Aceste cipuri sunt cele mai potrivite pentru utilizare în computere laptop, telefoane mobile, camere digitale și diferiți senzori.

Pe lângă noile produse, aș dori să iau în considerare câteva microcircuite mai interesante.

MC33077 Conține două amplificatoare operaționale de precizie, de înaltă calitate, cu lățime de bandă mare și cu zgomot redus, bazate pe tehnologie bipolară. Soluțiile speciale utilizate în microcircuit au creat condițiile pentru atingerea unui nivel scăzut al tensiunii de compensare de intrare și extinderea benzii de frecvență de operare.

MC33077 oferă:

• zgomot de tensiune de intrare scăzută;
• coeficient de temperatură scăzut al tensiunii de polarizare;
• rata mare de creștere a tensiunii de ieșire;
• câștig mare și consum redus de curent.

Etapa de ieșire pe tranzistoarele NPN oferă:

• fără distorsiuni tranzitorii ale semnalului de ieșire;
• variație mare a tensiunii de ieșire;
• fază bună și marjă de câștig;
• rezistență scăzută la ieșire cu feedback deschis.

Amplificatorul are o limitare a curentului de ieșire, iar cu o tensiune de alimentare de până la ±15 V poate rezista la un scurtcircuit la ieșire fără deteriorare din cauza creșterii temperaturii cristalului.

Microcircuitul are:

• densitatea zgomotului spectral 4.4nV/√Hz la o frecvență de 1kHz;
• tensiune offset de intrare 0,2mV;
• coeficient de temperatură al tensiunii de compensare 2 μV/°C;
• distorsiunea armonică totală 0,007%;
• câștig în buclă deschisă 112dB;
• câștig 850 la 20 kHz și 370 la 100 kHz;
• rata de modificare a tensiunii de ieșire 11V/µs;
• variația tensiunii de ieșire -14,7…14V;
• consum de curent 3.5mA;
• alimentare bipolară ±(2,5…18)V.

Performanța remarcabilă a MC33077 îi permite să fie utilizat ca preamplificator de înaltă calitate, amplificator de instrumente, filtru activ și multe alte aplicații.

Amplificatoare operaționale MC33201/ MC33202/ MC33204 asigurați funcționarea în intervalul de tensiune de alimentare atât pentru semnalele de intrare, cât și pentru cele de ieșire. Semnalul de intrare poate depăși tensiunea de alimentare cu cel mult 200 mV fără a inversa faza semnalului de ieșire. Tensiunea de ieșire variază în limite care sunt cu doar 50 mV mai mici decât tensiunea de alimentare. Aceste caracteristici permit utilizatorului să utilizeze întreaga gamă de tensiune de alimentare. Amplificatorul poate funcționa de la tensiuni de alimentare foarte scăzute față de nivelul zero (potențial de masă): ±0,9 V pentru o sursă bipolară și 1,8 V pentru una unipolară. Tensiunile maxime de alimentare sunt ±6 V sau, respectiv, 12 V. Tehnica de creștere a curentului de ieșire oferă performanțe ridicate la ieșire, menținând în același timp consumul de curent al amplificatorului scăzut. În plus, microcircuitele oferă o rată semnificativă de modificare a tensiunii de ieșire și a capacității de sarcină. Aceste capacități de putere, cuplate cu niveluri scăzute de zgomot și distorsiuni, fac această familie de amplificatoare operaționale atractive pentru utilizare în aplicații audio. Cipurile MC33201/MC33202/MC33204 au:

• consum de curent 0,9 mA pentru fiecare amplificator din carcasă;
• curent de scurtcircuit 80mA;
• capacitatea de a conecta o sarcină cu o rezistență de până la 600 Ohm;
• produs tipic câștig/lățime de bandă 2,2 MHz;
• interval de temperatură de la -40...105°C sau -55...125°C.

Cu toate acestea, asigurarea unui curent de ieșire ridicat pune în față o cerință contrare pentru consumator - limitarea temperaturii cristalului la 150°C.

Microcircuite ale familiei NE5534/ SA5534/ SE5534 fiecare conține un amplificator operațional cu zgomot redus și de înaltă performanță. Acest lucru le face deosebit de potrivite pentru utilizarea în aplicații audio profesionale și de înaltă calitate, instrumente de precizie, echipamente medicale, circuite de control și amplificatoare telefonice. Aceste amplificatoare operaționale sunt egalizate intern la câștiguri de trei și mai mari. Răspunsul lor în frecvență poate fi optimizat prin utilizarea unui condensator de corecție extern.

Microcircuite ale familiei NE5534/ SA5534/ SE5534 avea:

• bandă de frecvență a semnalului de nivel scăzut 10 MHz;
• tensiune de zgomot normalizată de intrare 4nV/√Hz;
• factorul de câștig al unui semnal constant este 100000 (100 dB) și un semnal alternativ este 6000 la o frecvență de 10 kHz;
• banda de frecventa a sursei de alimentare 200 kHz;
• capacitatea de a obține o rată de modificare a tensiunii de ieșire de 13V/µs;
• capacitatea de a conecta o sarcină cu o rezistență activă de 600 Ohm la un nivel de tensiune de ieșire rms de 10 V și o tensiune de alimentare de ± 18 V;
• domeniul tensiunii de alimentare ±(3…20)V.

NE5230 este un amplificator operațional de joasă tensiune, a cărui tensiune de alimentare poate varia în intervalul 1,8 ... 15 V și poate fi bipolar sau unipolar. În acest din urmă caz, tensiunea de ieșire poate varia de la nivelul zero. Microcircuitul are o ieșire de control al polarizării, prin influențarea căreia se poate modifica consumul de curent. Cu o tensiune de alimentare de ±0,9 V, consumul de curent este de 110 μA (cu pin de control liber). În acest caz, este furnizată o bandă de frecvență de câștig unitar de 250 kHz. Când conectați pinul de control la pinul de putere negativ, banda de frecvență a câștigului unitar crește la 600 kHz, iar consumul de curent crește la 600 μA. În acest mod, microcircuitul oferă caracteristici de sarcină în afara intervalului de frecvență audio. NE5230 are o treaptă de intrare originală care extinde domeniul de tensiune de intrare în modul comun sub tensiunea negativă și deasupra tensiunii de alimentare pozitive cu 250 mV. Microcircuitul este prevăzut și cu corecție internă. Op-amp-ul are un curent de polarizare de intrare de ±40 nA și un câștig în buclă deschisă de 125 dB. Acești parametri creează condițiile prealabile pentru utilizarea microcircuitelor împreună cu diverși senzori. Marja de câștig permite o precizie ridicată de procesare a semnalului. Etapa de ieșire Clasa AB creează un domeniu dinamic semnificativ, ale cărui limite sunt cu doar 100 mV mai mici decât tensiunea de alimentare pe fiecare parte. Cipul este ideal pentru echipamente audio portabile și senzori de la distanță datorită consumului redus de energie, lățimii de bandă suficiente și nivelului de zgomot de 30 nV/√Hz.

TCA0372 este un circuit conceput pentru a fi utilizat ca amplificator operațional de mare putere într-o gamă largă de aplicații, inclusiv servoamplificatoare și surse de alimentare. Absența unei zone moarte pe răspunsul tranzitoriu face posibilă conectarea înfășurărilor de antrenare ca sarcină. Aceste microcircuite au: curent de ieșire până la 1 A (!); rata de modificare a tensiunii de ieșire 1,3 V/µs; gama de frecvente 1,1 MHz; protectie termica incorporata; Posibilitatea de conectare a unei surse de alimentare unipolare sau bipolare. Gama de tensiune de intrare în modul comun al acestor amplificatoare include nivelul zero (potenţialul de masă).

Concluzie

Aș dori să atrag atenția asupra raportului optim preț/calitate al produselor ON Semiconductor. Nu este posibil să descriem toate amplificatoarele operaționale prezentate de ea în cadrul acestui articol, chiar și într-o formă condensată, și, de asemenea, să includeți un tabel complet al întregului sortiment care indică principalele caracteristici. Tabelul 1 oferă o listă prescurtată de microcircuite.

Tabelul 1. Amplificatoare operaționale ON Semiconductor

Chip	Descriere	Numărul de canale	Upit. min., V	Upit. max., V	Am plecat. tip, mA	Iconsumption tip, mA	Kxfpol. trece. tip, MHz	Vincrease afară de ex. tip, V/µs	Uin.offset max, mV
	Op-amp cu o tensiune de alimentare de 1,8 V, curent de polarizare scăzut și ieșire tensiunea din sursa de alimentare									SC-88A, SOT-353, SC-70 5 PLUMB
	Op-amp complementar și comparator de precizie									SOIC-8 Corp îngust
	Patru amplificatoare operaționale de putere mică și tensiunea de ieșire în cadrul tensiunii de alimentare
	Două amplificatoare operaționale cu o singură sursă de alimentare de 3…44 V și tensiune de polarizare scăzută									WQFN10, 2,6×2,6, 0,5P
	Două amplificatoare operaționale cu tensiune de alimentare 3…44 V
	Două amplificatoare operaționale cu zgomot redus
	Două amplificatoare operaționale cu zgomot redus
	Patru amplificatoare operaționale cu zgomot redus
	Op-amp cu tensiune de alimentare în cadrul aprovizionării
	Două amplificatoare operaționale cu tensiune de alimentare de la 1,8…12 V și tensiune de ieșire în cadrul aprovizionării
	Patru amplificatoare operaționale cu tensiune de alimentare de la 1,8…12 V și tensiune de ieșire în cadrul aprovizionării
	Op-amp cu tensiune de alimentare 3…44 V
	Patru amplificatoare operaționale cu tensiune de alimentare 3…44 V
	Patru amplificatoare operaționale cu tensiune de alimentare 3…44 V
	Amplificator operațional de joasă tensiune
	Amplificator operațional cu zgomot redus
	Amplificator operațional de joasă tensiune
	Două amplificatoare operaționale cu zgomot redus compensate intern
	Amplificator operațional cu zgomot redus
	Două amplificatoare operaționale cu zgomot redus compensate intern
	Amplificator operațional cu zgomot redus
	și curent de ieșire ridicat
	Două amplificatoare operaționale cu o tensiune de alimentare de 5…40 V și curent de ieșire ridicat

Pentru informații mai detaliate, vă rugăm să vizitați site-ul producătorului: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/parametrics.do?id=453 .

Obținerea informațiilor tehnice, comandarea mostrelor, livrarea - e-mail:

NCP694 – Regulator 1A LDO de la ONSemi

ON Semiconductor a anunțat regulatorul LDO din seria NCP694 cu întrerupere de tensiune foarte scăzută și curent de ieșire de 1A.

• Tensiune de intrare: 1,4...6V

• Curent de ieșire: 1A

• Curent de autoconsum: 60uA(0,1uA în modul de repaus)
• Căderea de tensiune pentru Uout= 3.3V: 50mV @ 0.3A, 180mV @ 1A

NCP694 - Regulator de tensiune CMOS care acceptă curent de ieșire de până la 1 A și tensiune de ieșire sub 1,2 V. Instabilitatea tensiunii de ieșire a regulatorului este de 3 mV. Funcția „Chip enable” poate fi utilizată pentru a pune dispozitivul în modul de repaus, reducând astfel în mod semnificativ consumul de curent. Suprimarea ondulației de până la 70 dB împreună cu limitarea curentului și protecția termică fac acest dispozitiv multifuncțional și rezistent la influențele externe.

NCP694 Disponibil în opțiuni cu tensiune de ieșire reglabilă, precum și o tensiune fixă ​​de 0,8; 1,0; 1,2; 2,5; 3,3V în pachetele miniaturale HSON-6 și SOT-89.

ON Semi lansează noi MOSFET-uri N-Channel de 600 V

ON Semiconductor anunță noi MOSFET-uri N-Channel NDD04N60Z-1G, NDD04N60ZT4G, NDF06N60ZG, NDF10N60ZG cu tensiune de funcționare de până la 600 V.

Caracteristici cheie:

• Sunt disponibile versiuni cu curent de scurgere de 4, 6 și 10A;
• Rezistență scăzută R DS(ON) - aproximativ 0,65 Ohm;
• Încărcare mică de poartă - până la 19 nK;
• Grad ridicat de protecție ESD prin diode zener încorporate;
• Carcase TO-220FP, DPAK și IPAK.

Sistemele electronice mobile alimentate cu baterii devin din ce în ce mai frecvente.
De obicei, folosesc o tensiune de alimentare unică de 5 V sau mai puțin. Circuite cu unipolar
sursa de alimentare reduce complexitatea sursei de alimentare și îmbunătățește adesea eficiența
dispozitive.

Amplificatoarele operaționale (OP-AMP) sunt utilizate în principal în circuitele cu alimentare duală, deoarece semnalele de intrare și de ieșire ale amplificatorului operațional pot avea cel mai adesea atât polaritate pozitivă, cât și negativă în raport cu magistrala comună a circuitului. Dacă intrarea fără inversare a amplificatorului operațional este conectată la o magistrală comună, nu există o tensiune de intrare în modul comun care să provoace o eroare în conversia semnalului de către circuitul amplificatorului operațional (Fig. 1).

Apoi, tensiunea de ieșire a amplificatorului operațional Vout=-Vin R2/R1.

Dacă sursa semnalului de intrare nu este conectată la o magistrală comună (Fig. 2, a), atunci diferența de potențial Vsph dintre magistrala comună și ieșirea sursei de semnal de intrare afectează tensiunea de ieșire Vout=-(Vin+Vsph)R2 /R1.

Uneori, acest lucru este acceptabil, dar mai des tensiunea de ieșire a amplificatorului trebuie determinată numai de semnalul de intrare Vin. În acest caz, amplificatorul operațional este utilizat într-o conexiune diferențială și la a doua intrare este aplicată o polarizare exact egală cu Vsf (Fig. 2, b). Tensiunea Vсф există în ambele circuite de intrare și, prin urmare,
este un semnal de intrare în mod comun. Schema circuitului inversor a unui amplificator operațional cu sursă de alimentare unipolară este prezentată în Fig. 3 .

Aici, tensiunea de intrare nu este legată de punctul de mijloc al sursei de alimentare, așa cum se face de obicei în cazul unui amplificator operațional cu sursă dublă, ci de polul negativ al sursei de alimentare. Acest circuit nu funcționează dacă tensiunea de intrare este pozitivă, deoarece tensiunea de ieșire trebuie să devină negativă și nu există o sursă de alimentare negativă. Pentru funcționarea normală cu semnale de intrare negative în acest circuit, ar trebui să utilizați amplificatoare operaționale care permit conectarea intrărilor la magistralele de alimentare. Cerința indispensabilă de a conecta intrările la o magistrală comună sau la altă tensiune de referință face dificilă construirea de circuite folosind amplificatoare operaționale cu o singură sursă. Este cel mai natural să folosiți sursa de alimentare unipolară a amplificatoarelor operaționale atunci când sursa semnalului de intrare este unipolară, de exemplu, o fotodiodă (Fig. 4).

În alte cazuri, pot fi utilizate diferite metode pentru a polariza tensiunile de intrare și de ieșire ale amplificatorului operațional.

O singură sursă Op-Amp Bias

În fig. Figura 5 prezintă trei diagrame principale pentru conectarea unei surse de polarizare cu o sursă de amplificator operațional unipolar.

Schema din fig. 5, a este un sumator inversor,

în fig. 5, b - amplificator diferenţial,

iar în fig. 5, c - sumator neinversător.

În general, relația dintre tensiunile de intrare și de ieșire din aceste circuite poate fi reprezentată prin ecuație

Vout= kVin+b . (3)

Ecuația (3) corespunde unui grafic al răspunsului tranzitoriu static al unui circuit cu un amplificator operațional sub forma unei linii drepte
linii (Fig. 6).

Tabelul 1.

În tabel Figura 1 prezintă valorile constantelor k și b pentru ecuația (2), corespunzătoare diagramelor din Fig. 5 . Dacă în diagrama din fig. 5, b schimbați sursele V IN și V OF, apoi linia de jos din coloana „Fig. 5, tabelul b". 1.
Circuitele și valorile constantelor k și b sunt selectate astfel încât pentru orice valori posibile ale tensiunii de intrare
V IN condiția 0 a fost îndeplinită< V OUT < V S . (4)
De obicei, k este determinat de câștigul circuitului necesar, astfel încât proiectantul poate alege doar configurația circuitului și constanta b. Polarizarea amplificatorului operațional cu sursă de alimentare cu un singur pol este discutată mai detaliat în . În Fig. 7.

Aici tensiunea de polarizare este jumătate din tensiunea de alimentare. Rezistoarele divizorului de polarizare pot fi alese să fie suficient de mari pentru a nu încărca sursele de alimentare și semnalul de intrare.

Introducerea punctului zero artificial

Utilizarea circuitelor de polarizare poate fi abandonată prin introducerea unui punct artificial zero (de mijloc), adică un punct din circuit al cărui potențial este situat aproximativ la jumătatea distanței dintre potențialul polilor pozitiv și negativ al unei surse de energie unipolară. Pentru ca circuitul să amplifice semnalele bipolare, o sursă de semnal de intrare este conectată între intrarea amplificatorului inversor și punctul zero artificial.
(Fig. 8) .

În acest caz, pentru a evita o schimbare a tensiunii de ieșire, sarcina R L este conectată între ieșirea amplificatorului și punctul zero artificial. Acest lucru complică construcția circuitelor care formează punctul zero.

În fig. Figura 9 prezintă exemple de scheme de formare a potențialului punct zero. Cel mai simplu este un divizor de tensiune rezistiv, al cărui punct de mijloc este conectat la punctul zero artificial 0 (Fig. 9, a). Cu toate acestea, în prezența unei sarcini R L, curentul de sarcină I L trece printr-unul dintre rezistențele acestui divizor, creând o asimetrie de tensiune între polii sursei de alimentare și punctul 0, iar gradul acestei nesimetrii depinde de puterea curentului.
încărcături. Reducerea rezistenței divizorului reduce nesimetria acestor tensiuni, dar în același timp crește pierderile de energie în divizor.
Circuitul cu o diodă zener (Fig. 9, b) asigură o bună stabilizare a potențialului punctului zero artificial în raport cu polul negativ al sursei de alimentare. Ca diodă Zener în acest circuit, este recomandabil să utilizați o sursă de tensiune de referință cu două terminale (sau una reglabilă cu trei terminale, cum ar fi, de exemplu,
(TL431). Acest circuit funcționează bine atunci când curge curentul de ieșire a amplificatorului operațional, dar pentru a menține stabilitatea potențialului de punct 0 atunci când curentul de ieșire este semnificativ atunci când curge curentul de ieșire, este necesar un rezistor R de rezistență scăzută, care din nou.
provoacă pierderi crescute. Probleme similare apar atunci când se utilizează un stabilizator de tensiune cu un element de control în serie pentru a forma un punct zero artificial.
Cele mai bune caracteristici au un circuit cu un amplificator operațional conectat conform unui circuit follower neinversător la punctul de mijloc al unui divizor de tensiune rezistiv (Fig. 9, c). În acest circuit, divizorul poate fi de mare rezistență, deoarece este încărcat numai de curentul de repaus de intrare al amplificatorului operațional. Op-amp-ul compară potențialul de la ieșirea circuitului cu potențialul din punctul de mijloc al divizorului și menține tensiunea la ieșire astfel încât diferența dintre potențialele comparate să fie egală cu zero. Acest efect se realizează prin acțiunea feedback-ului negativ. La curenții de repaus scăzut consumați de acest circuit (mai puțin de 1 mA), un astfel de divizor activ are o rezistență de ieșire de cel mult 1 Ohm.

Și mai eficientă este utilizarea microcircuitelor speciale pentru a forma un punct zero artificial (Fig. 9, d). Texas Instruments (SUA) produce IC tip TLE2425. Acest circuit integrat este fabricat într-un pachet TO-92 cu trei fire de dimensiuni mici și oferă un curent printr-un punct mediu artificial de până la 20 mA în orice direcție, cu un curent de autoconsum de cel mult 0,25 mA și o rezistență dinamică de ieșire de nu mai mult de 0,22 ohmi. În cazul în care sarcina nu poate fi conectată la punctul comun al circuitului sau la oricare dintre magistralele de alimentare, puteți utiliza cea mai simplă opțiune de a forma un punct zero artificial pe un divizor rezistiv (Fig. 9, a), dar cu un circuit amplificator punte (Fig. 9, d) .

În acest circuit, adeptul inversor de pe op-amp2 creează un potențial la polul inferior al sarcinii RL, antifază față de potențialul polului său superior. Aici, un curent egal cu V IN / R1 curge în punctul zero artificial , prin urmare, rezistența rezistorului R1 ar trebui luată cât mai mare posibil, altfel nu este posibilă simetria punctului zero. Avantaje suplimentare ale acestui circuit: creșterea amplitudinii maxime a tensiunii
la sarcină de două ori la aceeași tensiune de alimentare și o creștere vizibilă a eficienței la deplina evoluție a tensiunii de ieșire.

Extinderea intervalului dinamic

Reducerea tensiunii de alimentare a amplificatorului operațional de la +15 V obișnuit la 5 V unipolar reduce semnificativ domeniul de amplitudine a tensiunilor de intrare și de ieșire. Domeniul de amplitudine în acest caz poate fi definit ca diferența dintre tensiunile maxime și minime posibile de intrare (ieșire). Utilizarea amplificatoarelor proiectate pentru alimentarea cu energie bipolară este posibilă și cu sursa de alimentare unipolară, dar, în primul rând, cu o diferență de potențial scăzută între bornele de putere, nu toate tipurile de astfel de amplificatoare operaționale au caracteristici acceptabile (de exemplu, câștig) și în al doilea rând, intervalul de amplitudine tensiunile lor de ieșire sunt relativ mici din cauza tensiunilor de saturație destul de mari ale tranzistoarelor etajului de ieșire. Variația tensiunii de ieșire a amplificatoarelor convenționale pentru uz general nu atinge potențialul superior și inferior al sursei de alimentare cu 1...2 V la sarcina nominală. Când un astfel de amplificator este alimentat de la o sursă unipolară cu o tensiune de 5 V, domeniul de amplitudine a ieșirii va fi de 1...3 V. Aceasta înseamnă o scădere gravă a raportului semnal-zgomot și o scădere a rezoluția circuitului.

În prezent, un număr mare de modele de amplificatoare operaționale cu swing complet de ieșire („Rail-to-Rail”) au fost dezvoltate pentru a funcționa de la surse de alimentare de joasă tensiune, inclusiv cele unipolare. Tensiunea de ieșire a unor astfel de amplificatoare atunci când funcționează la relanti poate varia practic de la potențialul polului negativ al sursei de alimentare la potențialul polului pozitiv.

Proiectarea circuitului treptelor de ieșire ale amplificatoarelor cu variație completă de ieșire și amplificatoare operaționale convenționale este diferită. Etapa de ieșire a amplificatoarelor operaționale convenționale este construită conform unui circuit cu un colector comun pe tranzistoare complementare (Fig. 10, a).

Când se utilizează o astfel de soluție de circuit, căderea minimă de tensiune pe tranzistorul de ieșire nu poate fi redusă în mod fundamental. După cum reiese din diagrama din Fig. 10, a, sursa de curent I trebuie să furnizeze curentul de colector al tranzistorului treptei de amplificare a tensiunii VT3 și curentul de bază al tranzistorului de ieșire VT1. Pentru funcționarea normală a circuitului sursei de curent, este necesară o cădere de tensiune pe acesta VT1 de cel puțin 1 V. Restul căderii totale de tensiune cade pe tranzistorul de ieșire. Puteți reduce căderea minimă pe tranzistoarele etajului de ieșire prin conectarea tranzistoarelor în treapta de ieșire conform unui circuit cu un emițător comun (Fig. 10, b). Etapa de ieșire, de exemplu, amplificatorul operațional AD823 de la Analog Devices, este construită folosind acest circuit.

În fig. Figura 11 prezintă grafice ale dependenței tensiunii de saturație V SAT a tranzistoarelor de ieșire ale acestui amplificator de curentul de sarcină I L pentru tensiunile de ieșire maxime (V S –V OH) și minime (V OL). Este evident că atunci când amplificatorul este la ralanti, tensiunea maximă de ieșire aproape atinge tensiunea de alimentare, iar minimul diferă puțin de zero. Caracteristici de inactivitate chiar mai bune sunt furnizate de amplificatoare a căror etapă de ieșire este construită pe tranzistoare MOS complementare (Fig. 10, c).
Rezistențele canalului complet deschis ale tranzistoarelor MOS superioare și inferioare ale etajului de ieșire a amplificatorului operațional de tip TLC2272 de la Texas InstRuments sunt, respectiv, de 500 și respectiv 200 ohmi atunci când amplificatorul este alimentat de la o sursă unipolară de 5 V.

Dacă sarcina R L este conectată între ieșirea amplificatorului operațional și punctul comun al circuitului, așa cum se arată în Fig. 4, atunci la tensiuni scăzute de ieșire curentul de ieșire este, de asemenea, mic, iar tensiunea pe tranzistorul inferior deschis al amplificatorului este foarte aproape de zero (fracții de milivolt). Dacă curentul de sarcină este mare, iar sarcina este conectată printr-un alt terminal la pozitivul sursei de alimentare sau la un punct zero artificial, tensiunea la tranzistorul de ieșire complet deschis poate atinge valori mari (mai mult de 1 V). Unele aplicații necesită nu numai ieșirea completă a amplificatorului operațional, ci și tensiunea de intrare în mod comun permisă (Rail-to-Rail) VSF (intrare full swing). Acest lucru este necesar, de exemplu, într-un circuit repetitor fără inversare care se potrivește cu un senzor de semnal cu un convertor analog-digital. Pentru unele aplicații, este necesar ca domeniul semnalelor de intrare să fie cu 0,2 ... 0,3 V sub potențialul comun al magistralei. Acest lucru este necesar atunci când se alimentează un amplificator inversor unipolar, unde trebuie furnizată o tensiune negativă la intrare (Fig. 3), de exemplu, într-un circuit fotometru (Fig. 4), unde polaritatea tensiunii la intrarea de inversare a amplificatorului operațional este puțin mai mică decât la cea neinversabilă. Amplificatoarele care au o intrare full swing sunt considerabil mai complexe în proiectarea circuitelor decât cele convenționale. Nu au alte avantaje decât capacitatea de a lucra cu o gamă largă de semnale de intrare în modul comun. Prin urmare, ele ar trebui să fie utilizate numai acolo unde este cu adevărat necesară variația completă a intrării.

În fig. 12 și este prezentată diagrama etajului de intrare diferenţial al unui amplificator operaţional convenţional. Este format din două structuri coordonate. Pentru ca semnalul de intrare să atingă potențialul comun al magistralei, se folosesc tranzistori pnp.
Această construcție permite ca potențialul magistralei comune să fie aplicat la intrare fără a perturba funcționarea etajului de intrare. La
La tensiuni de intrare în modul comun mai scăzute, comportamentul etajului de intrare devine imprevizibil. Este adesea observată inversarea intrărilor, timp în care semnul feedback-ului se schimbă și amplificatorul operațional trece la modul de declanșare
(așa-numitul „snapping”). Deoarece tensiunea la sursa de curent V IT din circuitul din Fig. 12, dar nu ar trebui să fie
mai puțin de 0,4 V (altfel pur și simplu nu va funcționa), iar tensiunea de bază-emițător a tranzistoarelor V BE în modul activ
este de aproximativ 0,6 V, semnalul de intrare în modul comun trebuie să fie cu cel puțin 1 V mai mic decât tensiunea de alimentare.

În fig. Figura 12, b prezintă o cascadă diferențială bazată pe tranzistoare cu efect de câmp cu canale n cu o joncțiune p-n de control (tranzistoare JFET). Deoarece tensiunea de prag sursă-portă a unor astfel de tranzistoare este de –2…–3 V, este ușor să se asigure funcționarea normală a etapei de intrare a amplificatorului operațional la tensiuni de intrare mici negative în mod comun. Acesta este exact modul în care etapa de intrare a amplificatorului operațional AD823 este construită cu o ieșire completă. Acest amplificator funcționează normal la -1V< V СФ < V S –1 В.

Dacă este necesară funcționarea amplificatorului operațional cu oscilația completă a tensiunii de intrare, atunci se utilizează o etapă diferențială dublă complementară (Fig. 12, c). Versiunea bipolară prezentată în Fig. 12, în, este utilizat în amplificatoare operaționale, cum ar fi TLV245x și OP196, o versiune CMOS a acestui circuit este utilizată în TLV247x și AD853x. Din diagramă este clar că ambele amplificatoare diferențiale ale etajului de intrare sunt controlate simultan. Un amplificator diferenţial (DA) cu tranzistoare pnp operează până la un nivel maxim al semnalului de intrare de 1 V sub tensiunea de alimentare. Pentru funcționarea normală a unui amplificator n-p-n, este necesar un semnal de mod comun de cel puțin 1 V. Astfel, în zona de 1 V V S –1 V și 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
limitele acestor zone, care pot provoca distorsiuni ale semnalului amplificat. Aceste distorsiuni pot fi reduse prin conectarea unui rezistor RC în serie cu intrarea neinversoare (Fig. 3), a cărei rezistență este determinată de formula

Rc = R1R2/R1+R2 (5)

În tabel Figura 2 prezintă principalii parametri (valori tipice) ai unor tipuri de amplificatoare operaționale proiectate să funcționeze cu surse de alimentare cu un singur pol.

Circuite op-amp cu o singură sursă

Stabilizator liniar de tensiune
Circuitul unui stabilizator liniar de tensiune bazat pe un amplificator operațional cu un tranzistor de reglare conectat conform circuitului cu OK este prezentat în Fig. 13, a.

Circuitul conține un amplificator operațional conectat ca un amplificator neinversător cu feedback negativ de tensiune, o sursă de tensiune de referință V REF și un tranzistor de reglare n-p-n VT conectat în serie cu sarcina. Tensiunea de ieșire V OUT este controlată utilizând un circuit de feedback negativ implementat pe un divizor rezistiv R1R2. Op-amp-ul joacă rolul unui amplificator de eroare. Eroarea aici este diferența dintre tensiunea de referință V REF dată de sursa de tensiune de referință (VS) și
tensiunea de ieșire a divizorului R 1 R 2

ΔV = V REF - V OUT R1/R1+R2. (6)

Amplificatorul operațional este alimentat de o tensiune pozitivă unipolară. În același timp, amplificatoarele operaționale proiectate pentru sursa de alimentare bipolară +15 V pot fi utilizate în circuitele stabilizatoare
cu tensiune de intrare de până la 30 V. Tensiunea de ieșire stabilizată este limitată de jos de tensiunea minimă de intrare în mod comun a amplificatorului operațional și de sus de suma tensiunii de saturație a amplificatorului operațional și emițătorului de bază tensiunea de saturație a tranzistorului de control, adică tensiunea minimă admisă de intrare-ieșire a stabilizatorului atunci când este utilizat
un op-amp convențional va fi mare (aproximativ 3 V). În fig. 13, b prezintă o diagramă a unui stabilizator cu o tensiune de intrare/ieșire admisă redusă (așa-numitul stabilizator LDO). Aici tranzistorul de reglare este pornit
conform schemei cu OE, deci pot apărea probleme de stabilitate. Tensiunea de intrare/ieșire minimă admisă
Acest circuit este limitat doar de tensiunea de saturație colector-emițător a tranzistorului de reglare VT.

Redresor de precizie

Circuitul unui redresor de precizie cu undă întreagă, remarcabil prin simplitatea sa, este prezentat în Fig. 14 .

Nu conține deloc diode. Cu toate acestea, în acest circuit pot fi utilizate numai amplificatoare operaționale cu tensiuni de intrare și ieșire full swing (Rail-to-Rail). Amplificatoarele sunt întotdeauna alimentate de la o sursă unipolară. Dacă V IN >0, atunci op-amp1 funcționează ca un urmăritor neinversător. În acest caz, amplificatorul OU2 funcţionează în modul diferenţial şi V OUT =V IN. Când 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 |.

Amplificatorul op-amp2 funcționează întotdeauna în modul liniar, iar potențialul intrării neinversoare a op-amp1 la 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.
Producătorul recomandă pentru acest circuit, cu o sursă de 5 volți, un domeniu de semnal de intrare de ±1 V. Datorită faptului că amplificatorul op-amp1 durează mult până să iasă din saturație, intervalul de frecvență al circuitului se întoarce a fi destul de îngust - pentru amplificatorul operațional OP291 este de 0...2 kHz.

Circuit de măsurare a curentului

Pentru a măsura curenți mari într-o linie la un potențial relativ ridicat, circuitul prezentat în Fig. 15 .

Curentul care curge prin sarcină creează o tensiune V IN pe șuntul R w, care aici este un senzor de curent. Considerăm că op-amp-ul este ideal. Atunci nu trece curent prin intrarea inversoare a amplificatorului și, deoarece tensiunea dintre intrările diferențiale ale amplificatorului este zero, tensiunea V IN este aplicată rezistorului din stânga R. Curentul prin rezistorul R și colectorul tranzistorului VT

l c = V IN /R = l L R w /R (7)

Neglijând curentul de bază al tranzistorului, găsim tensiunea de ieșire a circuitului

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

Conform acestui circuit este realizat curentometrul Burr-Brown INA168 (limitele cristalului sunt prezentate în Fig. 15 printr-o linie întreruptă). Permite tensiuni de intrare în modul comun de până la 60 V și creșterea tensiunii de șunt de până la 100. Curentul consumat de cip este de numai 50 μA. Microcircuitul LT1787 pentru un scop similar este construit simetric, deoarece include un amplificator cu intrări și ieșiri diferențiale și o sarcină sub forma unei oglinzi de curent. Tensiunea acceptabilă în modul comun este, de asemenea, de 60 V. Intervalul dinamic este de -12 biți (72 dB). Cipul de măsurare a curentului MAX471 are un rezistor de șunt pe cip evaluat pentru un curent de până la 3 A, în timp ce MAX4372 nu are un astfel de rezistor, dar eroarea sa de conversie nu depășește 0,18%.

Convertor digital-analogic
cu ieșire de tensiune

În Fig. 16 .

Aici se utilizează conexiunea inversă a matricei rezistive R-2R. Op-amp-ul este conectat ca un amplificator non-inversător cu un câștig de 2. TL431 poate fi folosit ca sursă de tensiune de referință. Tensiunea de ieșire a circuitului este determinată de formula

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

unde DI este codul de intrare.

concluzii

Amplificatoarele operaționale proiectate pentru funcționare bipolară pot funcționa în circuite cu o singură sursă, dar intervalele lor de intrare și ieșire pot fi prea înguste. Amplificatoarele operaționale concepute să funcționeze cu o singură sursă, la rândul lor, pot funcționa și în circuite cu alimentare bipolară. Este necesar doar ca diferența de potențial dintre sursele pozitive și negative să nu depășească tensiunea de alimentare maximă admisă pentru acest tip de amplificator. Dacă este necesară amplificarea semnalelor de curent alternativ, atunci cu sursa de alimentare unipolară este recomandabil să folosiți circuite de polarizare și condensatori de izolare (Fig. 7).
Dacă semnalul de intrare DC este bipolar, atunci pot fi utilizate circuite de polarizare, dar este mai convenabil
introducerea unui punct zero artificial în circuit. Dacă se intenționează să funcționeze cu semnale de intrare sub potențialul comun al magistralei cu o sursă de alimentare unică, trebuie luate măsuri, acolo unde este necesar, pentru a proteja intrările amplificatorului.

Georgy Volovich,
[email protected]

Literatură
1. Mancini R. Tehnici de proiectare a amplificatorului operațional cu sursă unică // Raport de aplicare SLOA030. -Instrumentele din Texas
Incorporat. - octombrie 1999. - 23 p.
2. Volovich G. Stabilitatea stabilizatoarelor integrale de tensiune liniare. - Circuitry, 2001. Nr. 11.

65 de nanometri este următorul obiectiv al uzinei de la Zelenograd Angstrem-T, care va costa 300-350 de milioane de euro. Compania a depus deja o cerere pentru un împrumut preferenţial pentru modernizarea tehnologiilor de producţie către Vnesheconombank (VEB), a informat Vedomosti în această săptămână cu referire la preşedintele consiliului de administraţie al uzinei, Leonid Reiman. Acum Angstrem-T se pregătește să lanseze o linie de producție pentru microcircuite cu o topologie de 90 nm. Plățile împrumutului anterior VEB, pentru care a fost achiziționat, vor începe la jumătatea anului 2017.

Beijingul se prăbușește pe Wall Street

Indicii cheie americani au marcat primele zile ale Anului Nou cu o scădere record, miliardarul George Soros a avertizat deja că lumea se confruntă cu o repetare a crizei din 2008.

Primul procesor rus de consum Baikal-T1, la un preț de 60 de dolari, este lansat în producție de masă

Compania Baikal Electronics promite să lanseze în producție industrială procesorul rusesc Baikal-T1 care costă aproximativ 60 de dolari la începutul anului 2016. Dispozitivele vor fi solicitate dacă guvernul creează această cerere, spun participanții de pe piață.

MTS și Ericsson vor dezvolta și implementa împreună 5G în Rusia

Mobile TeleSystems PJSC și Ericsson au încheiat acorduri de cooperare în dezvoltarea și implementarea tehnologiei 5G în Rusia. În proiecte-pilot, inclusiv în timpul Cupei Mondiale 2018, MTS intenționează să testeze evoluțiile vânzătorului suedez. La începutul anului viitor, operatorul va începe un dialog cu Ministerul Telecomunicațiilor și Comunicațiilor de Masă privind formarea cerințelor tehnice pentru a cincea generație de comunicații mobile.

Sergey Chemezov: Rostec este deja una dintre cele mai mari zece corporații de inginerie din lume

Șeful Rostec, Serghei Chemezov, într-un interviu acordat RBC, a răspuns la întrebări stringente: despre sistemul Platon, problemele și perspectivele AVTOVAZ, interesele Corporației de Stat în afacerile farmaceutice, a vorbit despre cooperarea internațională în contextul sancțiunilor. presiune, substituirea importurilor, reorganizare, strategie de dezvoltare și noi oportunități în vremuri dificile.

Rostec „se îngrădește” și încalcă laurii Samsung și General Electric

Consiliul de Supraveghere al Rostec a aprobat „Strategia de Dezvoltare până în 2025”. Principalele obiective sunt creșterea ponderii produselor civile de înaltă tehnologie și prinderea din urmă cu General Electric și Samsung în indicatori financiari cheie.

Alimentare electrică

Amplificator diferențial bazat pe amplificator operațional cu o singură sursă - pornire

Să începem cu termenii pentru a clarifica ceea ce va fi discutat mai jos.

Un amplificator este o anumită unitate sau chiar un întreg dispozitiv care poate crește puterea unui semnal electric care trece prin el. Nu degeaba se folosește aici cuvântul „putere”, deoarece există alte dispozitive care măresc indicatorii individuali de curent - puterea sau tensiunea acestuia (de exemplu, astfel de elemente nu pot fi numite amplificatoare).

Amplificatoarele diferențiale sunt un tip de amplificator în care semnalul de ieșire corespunde diferenței de potențial la intrări (cel mai adesea există două intrări, dar amplificatoarele diferențiale cu o singură intrare, de exemplu, repetoare, sunt foarte rar utilizate) mărite cu un anumit factor .

Op-amp (abreviere pentru operational amplifier, în engleză sună ca operational amplifier sau OpAmp) este un subtip de amplificatoare DC diferențiale, caracterizate printr-un câștig foarte mare.

Ele sunt desemnate în diagrame după cum urmează.

Amplificator operațional cu o singură alimentare

Sursa de amplificare operațională poate fi bipolară (sursa de alimentare are potențial negativ, ieșire pozitivă și zero) sau unipolară (se furnizează doar potențial pozitiv și zero).

Alimentarea cu amplificator operațional unipolar este mult mai simplă în implementarea circuitelor moderne care funcționează pe baterii sau baterii.

Avantajele sursei de alimentare cu amplificator operațional unipolar includ următoarele:

1. Consumul de energie este redus (comparativ cu bipolar);

2.Necesită utilizarea unei singure surse de curent;

3. Este posibil să se construiască circuite eficiente pentru dispozitive portabile alimentate cu baterii reîncărcabile.

Acesta este motivul pentru care majoritatea amplificatoarelor operaționale moderne sunt proiectate pentru alimentare cu o singură sursă și funcționează în esență pe jumătate (de exemplu, familia Rail to Rail).

Dar datorită preciziei scăzute și câștigului redus, trebuie acordată o atenție deosebită selecției corecte a amplificatoarelor operaționale.

Datorită sortimentului mare de amplificatoare operaționale și funcționalității acestora, procedura de alegere a unui amplificator gata făcut pentru propriile nevoi devine destul de complicată. Următoarea diagramă de la producătorul principal STMicroelectronics vă poate ajuta în acest sens.

Aici GBR este frecvența de tăiere, iar Icc este consumul de curent. Pentru a selecta elemente gata făcute de la alți producători, puteți utiliza căutarea analogilor direcți.

Inclusiv amplificatoare operaționale cu alimentare unică în circuite

Mai jos vom lua în considerare cele mai populare implementări ale sarcinilor tipice ale amplificatorului operațional.

Cel mai simplu este să includeți un amplificator operațional în circuitele în care semnalul de intrare este aplicat față de masă.

Amplificatorul inversor va arăta astfel.

Semnalul de ieșire va fi calculat folosind formula

Circuitul va funcționa numai când Vin este pozitiv.

Mai jos este un amplificator operațional cu polarizare aplicată intrării neinversoare.

Un amplificator operațional mai puternic, fără inversare, va fi pornit astfel.

Aici câștigul este de 10 (presupunând că R1 are o valoare nominală de 910 kOhm, R2 este de 100 kOhm și R3 este de 91 kOhm, LM358 este utilizat ca DA1). Calculul se face pe baza formulei k=1+R1/R2.

Opțiune de amplificator diferențial.

15.07.2019 - 08:24
Pot fi

Sergey / 02.06.2019 - 23:23
Uout = (1 + 2 R1/R2) (Uin1 – Uin2) Este interesant care este tensiunea de ieșire dacă Uin1