Op Amplifier 741:기본 지침

새롭고 향상된 집적 회로 연산 증폭기 741은 기술 분야에서 빠르게 발전하고 있습니다. 아날로그 회로에서 회로 유연성을 제공하는 것 외에도 아날로그 컴퓨터에서 응용 프로그램에서 먼 길을 왔습니다. 여러 핀(총 8개)이 있는 IC Op-Amp 741은 조절을 위해 외부 피드백에 의존하면서 효과적으로 기능을 수행합니다. 또한 전자 회로 및 장치에 적용되어 적합하고 안전합니다.
작동 메커니즘, 사양 및 응용 분야에서 이 앰프의 중요성에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽으십시오.

1. 연산 증폭기 741이란 무엇입니까?

일반적으로 Op-Amp라고도 하는 연산 증폭기는 고전압 이득(약 100dB) 고체 집적 회로입니다. 이 설계는 주로 아날로그 계산을 실행하는 데 권장됩니다. 즉, 그 역할은 무엇보다도 적분, 빼기, 미분, 더하기와 같은 수학적 연산을 수행하는 것입니다.

또한 커패시터 및 저항과 같은 외부 구성 요소와 결합하여 필수 피드백 메커니즘을 생성하여 증폭기로 사용할 수 있습니다. 또한 비교기 또는 필터로 변환할 수 있습니다.

의심할 여지 없이 아날로그 회로의 중요한 구성 요소를 구성하는 다양한 연산 증폭기 IC가 있습니다. 그러나 일반적으로 사용되는 연산 증폭기인 IC 741 연산 증폭기에 대해 구체적으로 설명합니다.

IC 741 연산 증폭기의 정의

IC 741 연산 증폭기는 범용 연산 증폭기 회로로 구성되지만 집적 회로에 모놀리식 칩의 뛰어난 기능이 있습니다.

페어차일드 반도체는 1963년에 연산 증폭기 741을 처음으로 제조했습니다. 그 이후로 741은 이 연산 증폭기의 지표가 되어 1개의 출력 핀, 4개의 입력 핀 및 7개의 기능 핀이 있습니다.

741 연산 증폭기의 특성

집적 회로 Op-Amp는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.

• 첫째, 약 200000의 전압 이득입니다.
• 그러면 증폭기 신호의 주파수 범위는 0Hz에서 1MHz입니다.
• 또한 o/p가 100옴 미만입니다.
• 100킬로옴 이상의 입력 임피던스
• 마지막으로 낮은 오프셋 전압과 입력 오프셋 전류입니다.

2. IC 741 연산 증폭기 사양

기본 사양 중 일부는 다음과 같습니다.

• 전원 공급 장치 :5V의 전압을 처리할 수 있으며 최대 전압은 18V까지 올라갈 수 있습니다.
• 출력 임피던스 :약 75Ω.
• 입력 임피던스 :약 300KΩ ~ 2MΩ(메가옴)
• 전압 이득 :저주파(20 또는 200V/Mv)의 경우 20000에서 200000까지 가능
• 최대 출력 전류 :약 mA.
• 입력 오프셋 범위 :2mV ~ 6mV 범위입니다.
• 슬루율 :0.5V/µS(마이크로초)에서 지속적으로 – 전압 변화를 쉽게 감지할 수 있는 이상적인 연산 증폭기 속도.
• 출력 부하 :종종 2KΩ(킬로 옴) 이상입니다.
• 대역폭 :500KHz ~ 1.5MHz에서.
• 작동 온도 :0° ~ 70°C.
• 일시적인 응답: 상승 시간과 오버슈트 백분율이 포함됩니다. 그런 다음 Op-Amp의 단위 이득 대역폭과 반비례합니다.

요약하자면 이러한 사양, 특히 높은 이득 등급, 작은 출력 및 높은 입력 임피던스는 IC 741을 가장 적합한 전압 증폭기로 거의 보장합니다. 결과적으로 DC 또는 AC 전류 신호를 입력에 더 간단하게 입력하여 출력에서 ​​더 높은 레벨을 얻는 것을 증가시킵니다.

(이상적인 연산 증폭기).

그러나 사양은 제조업체마다 다를 수 있습니다. 따라서 증폭기에서 작업하기 전에 정확도에 대해서는 데이터시트를 참조하십시오.

3. IC 741 0p-Amp 작동

아래는 모놀리식 칩에 통합된 20개의 트랜지스터와 11개의 저항이 있는 표준 741 연산 증폭기의 회로도입니다.

작동 원리

• 먼저 비반전 및 반전 입력은 각각 NPN 트랜지스터 Q2 및 Q1과 연결됩니다. 이 두 트랜지스터는 NPN 이미터 팔로워를 동화하고 출력을 PNP 트랜지스터 Q3 및 Q4에 공급합니다. PNP 쌍은 공통 베이스 증폭기의 역할을 하고 전압 입력을 분리하는 동시에 신호 피드백의 발생 가능성을 방지합니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_amplifier#/media/File:Differential_amplifier_long-tailed_pair.svg

(NPN 트랜지스터로 만든 차동 증폭기)

그런 다음 두 개의 전류 미러 회로를 형성하는 트랜지스터 쌍 Q13, Q14 및 Q9, Q8의 배열이 있습니다. 주로 2-전류 미러의 목적은 Op-Amp 입력의 전압 스윙 동안 내부 회로의 전류 흐름의 변화를 방지하는 것입니다. 또한 트랜지스터의 활성 작동 범위를 유지하여 오버라이드 가능성을 줄입니다.

셋째, 제어 트랜지스터 Q12 및 Q8은 매칭 쌍에서 다른 트랜지스터의 에미터-베이스 전압을 설정합니다.

또한 필요한 양의 전류만 흐르도록 하려면 전압을 밀리볼트 수준으로 유지해야 합니다. 나중에 입력 회로는 첫 번째 전류 미러 Q9 및 Q8과 결합된 다음 출력 회로를 두 번째 전류 미러 Q13 및 Q12와 결합합니다.

더 나아가, 트랜지스터(Q11, Q10)는 제3 전류 미러를 형성한다.

임피던스 연결이 높은 두 개는 전원 공급 장치의 음극과 입력 회로를 연결합니다. 입력 회로에 부하를 주지 않고 기준 전압을 제공합니다. 또한 공통 베이스 증폭기 회로의 입력에서 PNP 트랜지스터의 요구사항인 작은 베이스 입력 바이어스 전류를 도입합니다.

저항 4.5KΩ 및 7.5KΩ 및 트랜지스터 Q15는 전압 레벨 시프터 회로를 형성하여 출력 증폭기 단계에서 신호의 왜곡을 방지합니다. 시프터 회로는 다음 회로로 진행하기 전에 입력 증폭기 회로의 전압을 1V 떨어뜨리는 방식으로 작동합니다.

다시 말하지만 트랜지스터를 Q20, Q17 및 Q14에 사용하여 741 Op-Amp 출력 스테이지를 형성할 수 있습니다. 그러면 트랜지스터 Q22, Q19 및 Q15가 A급 증폭기로 작동합니다.

마지막으로 트랜지스터 Q7, Q6 및 Q5는 입력 차동 회로에서 발생하는 모든 허점을 평형화합니다. 종종 그들의 배열은 두 개의 입력(오프셋 널 포지티브 및 오프셋 널 네거티브)을 받은 다음 비반전 및 반전 입력의 균형을 유지하도록 합니다.

참고; 741 연산 증폭기 설계에는 일정한 이득이 없습니다. 그 변화는 입력 신호의 주파수에 따라 다릅니다. 즉, 입력 신호의 주파수가 증가함에 따라 약 100000Hz의 주파수와 이득이 감소합니다.

4. 741 연산 증폭기 핀아웃

연산 증폭기 741– Pin2 및 Pin3(입력)

이들은 비반전 입력으로 핀3이 있고 집적 회로의 반전 입력으로 핀2가 있는 입력 핀입니다. 2개의 핀은 핀 3의 전압보다 핀 2의 더 큰 전압(반전 입력에서 더 높은 전압)이 출력 신호를 낮추는 점에서 동시에 작동합니다. 반면에 pin2보다 pin3 전압이 높으면(비반전 입력에서 더 높은 전압) 출력 신호가 더 높아집니다.

연산 증폭기 741– Pin4 및 Pin7(전원 공급 장치)

741 IC는 작동을 실행하기 위해 핀 4와 핀 7의 두 핀에서 전원을 끌어옵니다. 핀4는 -ve 단자 공급 전압으로 작동하고 핀7은 +ve 단자 공급 전압입니다. 또한 핀 4와 핀 7의 전압은 5V와 18V 사이에서 작동합니다.

연산 증폭기 741– 핀6(출력)

핀 6은 IC 741의 출력 핀입니다. 전압은 주로 사용 중인 피드백 메커니즘과 입력 핀의 입력 신호에 따라 달라집니다. 항상 높은 출력 신호는 출력 전압이 양의 공급 전압과 유사하다는 표시입니다. 마찬가지로, 낮은 출력은 음의 전원 공급 장치와 동일한 출력 전압을 나타냅니다.

연산 증폭기 741– 핀 1 및 핀 5(오프셋 널)

사양과 같이 741 연산 증폭기는 높은 이득 등급을 제공합니다. 따라서 제조과정에서 불규칙한 현상이 발생하거나 반전 입력과 비반전 입력의 전압차로 인한 외부 외란이 발생할 수 있습니다. 결과적으로 출력을 방해할 수 있습니다.

따라서 pin1과 pin5의 목적은 입력 오프셋 전압을 적용하여 효과를 무효화하는 것입니다. 응용 프로그램을 달성하기 위해 전위차계를 사용합니다.

핀8(N/C)

핀 8에는 741 IC 연산 증폭기의 내부 연결에 있는 모든 회로에 대한 연결이 없습니다. 그 역할은 주로 표준 8핀 패키지의 빈 공간을 채우는 더미 리드입니다.

5. 사용 중인 Op-Amp 유형

IC 741 연산 증폭기를 사용할 수 있는 가장 좋은 방법은 이를 개방 루프 구성으로 구현하는 것입니다. 구성은 비반전 및 반전 입력 모두에 있습니다.

반전 증폭기

우리가 보았듯이 pin6과 pin2는 각각 출력과 입력 핀입니다. 핀 2를 통과한 전압은 핀 6에서 출력을 제공합니다. i/p 핀2의 +ve 극성은 o/p 핀6의 -ve 극성으로 이어집니다. 따라서 i/p는 항상 o/p와 반대입니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier_applications#/media/File:Op-Amp_Inverting_Amplifier.svg(인버팅 앰프 구성).

반전 연산 증폭기 회로를 계산하려면 공식을 사용하십시오.

A =-Rf/R1

음수 부호는 출력 파형의 극성이 반대임을 나타냅니다.

비반전 증폭기

이 증폭기를 사용하면 핀 6은 여전히 ​​출력 핀이지만 입력 핀은 핀 3으로 변경됩니다. 3번 핀에 전압이 가해지면 6번 핀이 출력됩니다. 핀3 입력의 양극은 o/p 핀6의 또 다른 양극으로 이어집니다. 이런 식으로 o/p는 반대쪽에 있지 않습니다.

비 반전 연산 증폭기 회로를 계산하려면 공식을 사용하십시오.

A =1+ (Rf/R1)

차동 증폭기

이름에서 알 수 있듯이 차동 증폭기는 비반전 및 반전 입력에 존재하는 전압 차이를 증폭합니다.

계산을 위해 공식을 사용하십시오.

Vout =R3R1(V2-V1)

https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_amplifier#/media/File:Op-amp_symbol.svg

(공식 그림)

6. 연산 증폭기 741의 적용

몇 가지 IC 741 Op-Amp의 광범위한 애플리케이션은 다음과 같습니다.

제너레이터에서

연산 증폭기 741은 여기에서 표준 발생기의 발진기로 적용되어 다양한 출력 파형(예:삼각형, 사인파, 구형파 유형 파형)을 생성합니다. 또한 펄스 폭 변조기/PMW 발생기에서 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다.

DAC 또는 ADC 생성

741 연산 증폭기를 사용하여 아날로그에서 디지털 회로로 또는 그 반대로 생성할 수 있습니다. 디지털-아날로그 변환기의 경우 마이크로컨트롤러나 컴퓨터의 디지털 이진 입력을 사용하여 유사한 아날로그 신호를 생성합니다.

(마이크로컨트롤러 칩)

Op Amplifier 741–In 정류기 

일반 다이오드는 일반적으로 전압 강하가 있어 고정밀 신호 정류기에 적합하지 않습니다. 741 연산 증폭기는 다이오드 대신 작동하여 전압 강하를 제거할 수 있습니다.

전산 작업 달성

합산, 미분 등과 같은 수학적 작업을 수행하는 대부분의 전자 회로는 741 연산 증폭기를 사용합니다.

연산 증폭기 741을 사용하는 다른 수많은 장치는 다음과 같습니다.

가변 오디오 주파수 발진기.

(IC Op-amp 741이 있는 오디오 증폭기).

• DC 전압 극성 측정기.
• 감열식 터치 스위치.
• 전자실 온도계.
• 4채널용 오디오 믹스.

결론

결론적으로 우리는 IC 741 연산 증폭기의 정의, 특성, 제품 사양, 핀 배치 및 응용 분야를 다루었습니다. 그것들은 연산 증폭기 741의 기본을 구성합니다. 자세한 내용, 문의 또는 주제에 대한 이해가 필요하면 당사에 문의하십시오. 우리는 항상 귀하의 서비스에 있습니다.