Яка справжня схема за оппаном?

19

Отже, студент першого курсу EE, і я щойно дізнався про підсилювачі. Я розумію ідеальну модель і знаю, як їх аналізувати, і розумію ідею за ними / схему, яку нам показали, що знаходиться всередині них. За винятком, це не реальна схема, вона має залежне джерело. Моє запитання: що насправді всередині підсилювача? Якби ми замінили залежне джерело реальними джерелами, що б ми бачили? (Гадаю, це також більше питання про те, "Що насправді залежні джерела?"). Я шукав всюди, і завжди знаходжу ту саму відповідь "Залежні джерела - корисні інструменти для моделювання схеми". Але які вони насправді?

operational-amplifier circuit-analysis analog

— Махмуд Ассамарай
джерело

1

Навіть en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier має схему 741.

— Дмитро Григор'єв

49

Ось комплект із 35 доларів, який ви можете зробити, що в еквіваленті 741 підсилювача, використовуючи дискретні 13 2N3904 та 7 2N3906 транзисторів. Він має вісім прив'язних постів, що представляють вісім штифтів пристрою.

Ось посилання на таблицю даних, яка включає схему для набору (показана нижче) та BOM.

Порівняйте це з "справжнім" 741 з листа даних TI :

Вони практично однакові, навіть аж до значень резистора.

Існує також 11 сторінка "Принципи роботи", яка детально описує, як це працює. І нарешті, у них є Wiki .

— трокслі
джерело

4

Також зауважте, що це буде не так добре, як 741 в декількох областях, особливо зміщення напруги та дрейфу. Вхідні транзистори Q1 і Q2 не є ні зібраними, ні термічно з'єднаними, і те й інше важливо для сучасних АМ-амперів.

— WhatRoughBeast

3

@WhatRoughBeast Ось чому я розмістив посилання на таблицю даних для набору, щоб він міг порівняти параметри з таблицею TI. І все-таки я думав, що це досить класний спосіб дізнатися про кишки підсилювача, особливо слідуючи за схемою, як пояснено Принципи роботи. Він обробляє такі теми, як напруга

— зміщення

7

"Нам знадобиться більша дошка".

— Кріс О

2

Це моя улюблена відповідь далеко від усього сайту! Тепер я повинен знайти схему.

— StainlessSteelRat

Де можна придбати цю іграшку?

— hkBattousai

6

" Залежні джерела є корисними інструментами для моделювання схеми". Але що вони є насправді? "

Щодо "залежних джерел": ми розрізняємо чотири різних контрольованих (залежних) джерела:

Джерело напруги з керованим напругою (VCVS), джерело напруги з керованою напругою (CCVS), джерело струму з керованим напругою (VCCS) і джерело струму з керованим струмом (CCCS).

Приклади:

Транзистори (біполярні та FET): VCCS
Операційний підсилювач: VCVS
Операційний підсилювач надпровідності (OTA): VCCS
Поточний конвеєр (друге покоління, CCII): CCCS.

Насправді всі залежні джерела неідеальні (кінцеві вхідні та вихідні опори, залежні від частоти). Це означає: реальні залежні джерела можна моделювати за допомогою ідеально залежних джерел у поєднанні з "паразитичними" елементами (резисторами, конденсаторами)

— LvW
джерело

Спасибі! Це насправді має сенс, нарешті. Я не розумію, чому ми ніколи не перебираємо цей предмет на моїх заняттях ... Однозначно полегшило б розуміння теми набагато простіше

— Махмуд Ассамарай

2

@MahmudAssamaray Ви явно, як і я, на основі теорії. Ви повинні зрозуміти принципи, що стоять за чимсь, перш ніж ви зможете реально зрозуміти це. На жаль, ми в меншості, і більшість викладання орієнтоване на людей, які легше вивчають деталі поверхні і вважають теорію за цією деталлю занадто абстрактною, щоб зрозуміти спочатку без практичного досвіду. Спробуйте переглядати кілька підручників, окрім тих, якими ви користуєтесь, ви можете виявити той, який має стиль викладання, більш відповідний вашому стилю навчання.

— Жуль

Чи не є також біполярні транзистори CCCSes?

— користувач253751

Ні - це поширена помилка (на жаль, її можна знайти навіть у деяких підручниках). Фізично кажучи - згідно з відомим рівнянням Шоклекі, струм Ic контролюється тільки напругою Vbe базового випромінювача. Як могли, наприклад, три позитивно заряджених носія з базового випуску 333 заряджених носіїв (від’ємних) з випромінювача (за умови бета-значення 300)?

— LvW

@Jules обов'язковий "нас буквально десятки " ... Дратівливо бути єдиним у класі з моїм стилем навчання, особливо коли я задаю питання, мої професори зазвичай махають цим і кажуть "це занадто глибоко питання для сфера застосування цього класу '. Самонавчання / Інтернет / stackoverflow - це благо. Я ніколи насправді не думав шукати інші підручники, дякую за пораду!

— Махмуд Ассамарай

5

Інші відповіді пропонують дивитись на реалізацію справжніх підсилювачів типу 741, але з точки зору того, як дізнатися, як вони працюють, найкращий спосіб почати - це спрощена система. Ядром підсилювача є пара з довгими хвостами . Це може бути побудований і управляється або проаналізовані в ізоляції до іншої частини ОУ, і забезпечує основні засади того , що операційний підсилювач є. Дивлячись на схему 741, зауважте, що транзисторні пари (Q1, Q3) і (Q2, Q4) замінюють одиночні транзистори Q1 і Q2 в діаграмі на вікіпедії. Резистори в схемі вікіпедії розміщені з транзисторами, що дозволяє оптимізувати поведінку цього основного підсилювача. Інша частина 741 схеми в основному призначена для поліпшення на відповідь цього підсилювача (видалення зсуву, збільшення коефіцієнта посилення, поліпшення частотної характеристики і т.д.), а не строго необхідно робити основну роботу.

— Жюль
джерело

3

Шукайте "LM709 schematic" або "LM 741 schematic". Це були одні з перших наявних підсилювачів і мають досить просту схему. Сучасні підсилювачі засновані на подібних принципах, але, як правило, мають складніші схеми (адже транзистори зараз значно дешевші, а вимоги до продуктивності постійно зростають).

— jp314
джерело

1

На веб-сайтах виробників мікросхем ви можете знайти велику документацію щодо більшості ІМС, включаючи операційні підсилювачі, які ви фактично використовуєте у своїй лабораторії з електроніки. Така документація часто включає схематичну схему. Особливо для чіпів opamp.

— Роланд
джерело