Программы 

Малошумящий операционный усилитель справочник. Операционные усилители компании MAXIM. Операционные усилители с однополярным питанием

В настоящее время в мире изготавливаются сотни наименований интегральных ОУ. Все это многообразие можно разделить на группы, объединенные общей технологией и схемотехникой, точностными, динамическими или эксплуатационными характеристиками, причем эти группы могут пересекаться, т.е. включать общие элементы.

С точки зрения внутренней схемотехники операционные усилители можно разделить на биполярные, биполярно-полевые и КМОП (на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором). В биполярно-полевых ОУ полевые транзисторы с управляющим p-n переходом или МОП-транзисторы обычно используются в качестве входных в дифференциальном входном каскаде. За счет этого достигается высокое входное сопротивление и малые входные токи.

Большая часть номенклатуры ОУ относится к усилителям общего назначения . Это дешевые усилители среднего быстродействия, невысокой точности и малой выходной мощности. Обычные параметры: K U = 20 000 ё 200 000; U см = 0,1 ё 20 мВ; f т = 0,1 ё 10 МГц. Типичные примеры: 140УД6, 140УД8, 153УД6, LF411.

Быстродействующие усилители при средних точностных параметрах имеют высокие динамические характеристики (f т = 20 ё 1000 МГц, r = 10 ё 1000 В/мкс). Быстродействие ОУ ограничивает два обстоятельства. Во-первых, в состав входного дифференциального усилителя входят p-n-p-транзисторы, относительно низкочастотные из-за меньшей подвижности дырок по сравнению со свободными электронами. Во-вторых, скорость нарастания ограничена скоростью заряда корректирующего конденсатора С к. Влияние первого фактора устраняют, используя во входном каскаде более быстродействующие р-канальные полевые транзисторы. Увеличить скорость заряда С к можно либо увеличив ток дифференциального каскада, либо уменьшив емкость С к. В первом случае увеличивается ток потребления ОУ, а во втором ухудшается устойчивость. Повысить устойчивость можно, вводя дополнительные фазоопережающие звенья в схему усилителя или вне его. Как следствие, быстродействующие ОУ склонны к неустойчивости. Типичные примеры: 140УД10, 574УД3, 154УД4, ОРА634.

Прецизионные усилители имеют высокий дифференциальный коэффициент усиления по напряжению, малое напряжение смещения нуля и малый входной ток обычно при низком или среднем быстродействии. Увеличение K U возможно путем усовершенствования каскадов усиления по напряжению или применением трехкаскадной схемы (например, 551УД1), что усложняет частотную коррекцию. Радикально уменьшить смещение нуля позволяет применение модуляции-демодуляции (МДМ), либо периодическая компенсация дрейфа (прерывание). Типичные примеры: 140УД26, МАХ400М, ОРА227 (без прерывания), ICL7652, 140УД24, МАХ430 (с прерыванием).

Микромощные усилители используются в приборах, получающих питание от гальванических или аккумуляторных батарей. Эти усилители потребляют очень малый ток от источников питания (например, ОУ МАХ406 потребляет ток не более 1,2 мкА). Все другие параметры (особенно быстродействие) у них обычно невысокие. Для того, чтобы дать возможность проектировщику найти компромисс между малым потреблением и низким быстродействием некоторые модели микромощных ОУ выполняют программируемыми. Программируемый ОУ имеет специальный вывод, который через внешний резистор соединяется с общей точкой или источником питания определенной полярности. Сопротивление резистора задает ток системы токовых зеркал усилителя, которые выполняют функции генераторов стабильного тока и динамической нагрузки каскадов усилителя. Уменьшение этого резистора приводит к увеличению быстродействия ОУ и увеличению потребляемого тока. Увеличение - к обратному результату. Типичные примеры: 140УД12, 1407УД2, ОР22. Обычная величина тока потребления для микромощных и программируемых ОУ - десятки микроампер. Микромощные ОУ, как правило, допускают питание от весьма низких напряжений. Например, ОУ типа МАХ480 допускает работу от источников с напряжением от +/-0,8 до +/-18 В при токе потребления 15 мкА.

Если источник сигнала - однополярный (например, фотодиод), целесообразно использовать операционный усилитель с однополярным питанием . Это позволит питать усилитель от одной батареи или даже элемента, например, от литиевого элемента напряжением 3 вольта. Основное требование, предъявляемое к ОУ с однополярным питанием, - диапазон входного синфазного сигнала должен простираться ниже отрицательного напряжения питания (обычно привязанного к потенциалу земли), а размах выходного напряжения должен быть ограничен снизу практически напряжением питания (потенциалом земли). Существуют усилители, диапазоны входных и выходных напряжений которых почти достигают и верхней и нижней границы питания (так называемые, rail-to-rail вход и выход), причем входные напряжения могут даже заходить за эти границы. Типичные примеры: МАХ495, потребляющий от однополярного источника ток 150 мкА, LMV321, потребляющий ток 145 мкА, от источника 1,8 В.

Многие фирмы выпускают многоканальные усилители . Это микросхемы, имеющие на одном кристалле два, три или четыре однотипных ОУ. Например, ИМС типа 140УД20 имеет в своем составе два ОУ 140УД7. Микросхемы МАХ406/407/409 и ОРА227/2227/4227 включают, соответственно, один, два и четыре однотипных усилителя.

Мощные и высоковольтные операционные усилители. Большинство типов ОУ рассчитаны на напряжение питания +/-15 В. Некоторые допускают питание от источников вплоть до +/-22 В. Этого недостаточно для управления, например, пьезоэлектрическими преобразователями, для некоторых физических и биологических исследований. Поэтому промышленность производит высоковольтные ОУ , допускающие более высокие питающее и выходное напряжения. К высоковольтным относят операционные усилители, имеющие разность положительного и отрицательного питающих напряжений свыше 50 вольт. Проблема повышения напряжений в интегральных полупроводниковых (монолитных) ОУ связана с трудностью создания интегральных высоковольтных транзисторов и прочной изоляции между элементами в кристалле. Поэтому большинство ОУ с напряжением питания свыше 100 В изготавливаются в виде гибридных ИМС. В то же время, фирма Apex Microtechnology (США) производит полупроводниковые интегральные ОУ РА90, PA92 и РА94, с номинальным напряжением питания +/-200 В, выходным напряжением +/-170 В и выходным током до 14 А.

Операционные усилители общего применения обычно допускают выходной ток до 5 мА. Для управления мощной нагрузкой применяются мощные ОУ . К мощным обычно относят усилители, допускающие выходной ток свыше 500 мА. Примером полупроводникового интегрального мощного ОУ может служить LM12 с выходным током до 10 А и рассеиваемой мощностью до 90 Вт. Фирма Apex Microtechnology выпускает сверхмощный гибридный ОУ РА30, допускающий выходной ток до 100 А и способный отдать в нагрузку мощность до 2000 Вт при жидкостном охлаждении. Дальнейшее увеличение выходной мощности усилителей возможно путем использования режима класса D (ключевой режим). Рекордными являются характеристики гибридного усилителя фирмы Apex SA08 с широтно-импульсной модуляцией на частоте 22 кГц: 10 кВт при напряжении до 500 В и токе до 20 А. При этом КПД усилителя достигает 98%.

В табл. 1 приведены основные параметры некоторых моделей ОУ различных типов.

Таблица 1

Параметры Операционные усилители общего применения
140УД6 140УД7 140УД8 LF441
Напр. питания, В +/-5 -+/-18 +/-5 -+/-18 +/-5 -+/-18 +/-5 -+/-18
Коэфф. усиления, В/мВ 50 50 50 25
КОСС, дБ 70 70 80 70
U см, мВ 6 4 20 5
Входн. ток, нА 50 200 0,2 0,1
Диф. вход. сопр., МОм 3 0,4 1000 -
f т, МГц 1 0,8 1 4
Скор. нараст., В/мкс 2,5 0,7 5 15
Ток потр., мА 4 3 5 0,25
Макс. вых. ток, мА 5 5 5 4
Вых. сопр. Rвых, Ом 150 150 200 -
Примечание ОУ с ПТ на входе ОУ с ПТ на входе
Параметры Быстродействующие операционные усилители
574УД3 154УД4 SL2541B MAX437 ОРА641 AD8055
Напр. питания, В +/-5 - +/-16,5 +/-5 - +/-17 +/-7 - +/-15 +/-4,5 - +/-18 +/-5 - +/-15 +/-5
Коэфф. усиления, В/мВ 50 8 10 7000 1 3
КОСС, дБ 80 70 47 112 - 82
U см, мВ 2 6 10 0,015 2 5
Входн. ток, нА 0,3 1200 10000 35 - 1000
Диф. вход. сопр., МОм 1000 1 - - - 10
f т, МГц 15 30 800 60 800 300
Скор. нараст., В/мкс 50 400 900 15 650 400
Ток потр., мА 3,5 7 25 4 - 5
Макс. вых. ток, мА 5 5 10 15 55 60
Вых. сопр. R вых, Ом - - - 70 - -
Примечание ОУ с ПТ на входе Устойчив при К>2 Двухканальный вариант - AD8056
Параметры Прецизионные операционные усилители
140УД21 MAX400 ICL7652 OPA177 LMC6001
Напр. питания, В +/-12 - +/-20 +/-3 - +/-18 +/-2,5 -+/-8 +/-15 +/-5 - +/-15
Коэфф. усиления, В/мВ 1000 1000 6000 3000 5000
КОСС, дБ 120 120 120 - 75
U см, мВ 0,05 0,01 0,005 0,01 0,35
Входн. ток, нА 1 1 0,03 1,5 25 фA
Диф. вход. сопр., МОм - 60 - - >1 ТОм
f т, МГц 3 0,6 0,45 0,4 1,3
Скор. нараст., В/мкс 2,5 0,3 0,6 0,1 1,5
Ток потр., мА 5 - 2 - 0,75
Макс. вых. ток, мА - 5 - 12 20
Вых. сопр. R вых, Ом - 60 - - -
Примечание ОУ с прерыванием ОУ с прерыванием Сверхвысокое R вх
Параметры Микромощные операционные усилители
MAX438 MAX480 MAX406 AD8541 140УД12
Напр. питания, В +/-3 -+/-5 +/-0,8 -+/-18 2,5-10 2,7-5,5 +/-1,5 - +/-18
Коэфф. усиления, В/мВ 6 1000 1000 300 50
25
КОСС, дБ 90 190 80 80 70
U см, мВ 0,5 0,075 0,5 5 5
Входн. ток, нА 2 3 0,1 пА 0,004 50
10
Диф. вход. сопр., МОм 90 30 - - 50
5
f т, МГц 6 0,02 0,02 0,7 1
0,2
Скор. нараст., В/мкс 10 0,01 0,02 0,7 0,8
0,1
Ток потр., мА 0,075 0,015 0,0012 0,04 0,2
0,03
Макс. вых. ток, мА 3 1 - 25 2
Вых. сопр. R вых, Ом - - - - 1000
5000
Примечание Может работать с одним источником Один источник Есть сдвоенный и счетверенный варианты I у =15 мкА
I у =1,5 мкА
Программируемый
Параметры Высоковольтные и мощные операционные усилители

Компания Maxim/Dallas выпускает широкую номенклатуру радиоэлектронных компонентов, в том числе и операционных усилителей. В статье кратко описываются так называемые "rail-to-rail" операционные усилители, допускающие изменение входного синфазного сигнала от нуля до напряжения источника питания при однополярном питании или от отрицательного до положительного источника при двуполярном и обеспечивающие выходное напряжение в том же диапазоне.

Операционные усилители, допускающие изменение входных синфазных сигналов в полном диапазоне питающих напряжений, очень удобны во многих областях применения. Компания Maxim/Dallas выпускает более 150 типов таких ОУ. Для первичного ознакомления рассмотрим приборы, работающие при напряжения питания 2,85 В и менее, имеющие в корпусе один или два ОУ и выпускаемые в корпусах для поверхностного монтажа SC70 и SOT. Перечень таких микросхем приведен в табл. 1, а схематическое изображение корпусов и разводка выводов - на рис. 1.

В таблице приняты следующие обозначения:

N - число ОУ в корпусе; ShDn - возможность выключения ОУ по входу Shutdown; К У МИН - минимальный коэффициент усиления, при котором сохраняется его устойчивость; U ПИТ - диапазон питающих напряжений при однополярном питании; I ПИТ МАХ - максимальный ток потребления микросхемы; U СМ - напряжение смещения нуля; КОС.СФ - коэффициент ослабления входного синфазного напряжения; КВЛ.ИП - коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения; I ВХ - входной ток; f1 - частота единичного усиления; V UВЫХ - максимальная скорость нарастания выходного напряжения; U Ш - спектральная плотность шумового напряжения, приведенная к входу; I Ш - спектральная плотность шумового входного тока; f Ш - частота, на которой нормируются UШ и IШ.

Цена микросхем указана для покупки в США партии не менее 1000 шт.

ассмотрим некоторые особенности перечисленных в табл. 1 операционных усилителей. Все они обладают очень полезным свойством - при перегрузке по входам полярность выходного сигнал не меняется. Большинство усилителей имеет на входе резистивно-диодную защитную цепь (рис. 2), резко снижающую входное сопротивление при превышении входным сигналом уровня порядка 2 В. Для некоторых микросхем пороговое напряжение, при котором происходит снижение входного сопротивления, существенно ниже, поскольку у них в защитной цепи только два диода, а не шесть.


Рис. 2

Операционные усилители МАХ4122 и МАХ4124 на нагрузке 250 Ом обеспечивают выходное напряжение, лишь на 300 мВ не доходящее до напряжения питания. Аналогичными свойствами обладает ОУ МАХ4130.

ОУ МАХ4162 имеет уникальное входное сопротивление для дифференциального сигнала - более 1013 Ом. Напряжение питания этой микросхемы может достигать 10 В. В ОУ нет защитной входной цепи, а синфазный входной сигнал может заходить за уровни напряжения питания на 250 мВ. Таким же свойством обладают и некоторые другие ОУ.

КМОП ОУ микросхем МАХ4230-МАХ4232 обеспечивают выходной ток до 30 мА и скорость нарастания выходного сигнала до 10 В/мкс.

Микросхема МАХ4240 может гарантированно работать при напряжении питания 1,8 В, потребляя при этом менее 18 мкА. Синфазный входной сигнал может заходить за уровни напряжения питания.

Микросхемы МАХ4321-МАХ4323 могут работать на нагрузку 250 Ом.

КМОП ОУ МАХ4490 и МАХ4491 обладают минимальным уровнем шумов.

Большинство серий микросхем, перечисленных в табл. 1, имеют продолжения в виде приборов, содержащих по два и четыре ОУ в одном корпусе.

Следует отметить, что сайт компании Maxim/Dallas очень удобен для подбора радиоэлементов. Из имеющегося обилия однотипных компонентов можно автоматически отобрать нужные по заданным параметрам - числу ОУ в корпусе, напряжению питания, быстродействию, смещению нуля, коэффициенту усиления и по всем другим функциональным возможностям. Список отобранных компонентов можно отсортировать по возрастанию или убыванию величины какого-либо параметра, а щелкнув по обозначению микросхемы, получить справочные данные (data sheet), а также модели для отобранных микросхем.

Компания ON Semiconductor производит широкую номенклатуру операционных усилителей. В первой части статьи рассмотрим новые изделия. Три микросхемы — LM392-D, LMV824DR2G, MC34072AMTTBG — уже выпускаются, LMV301SQ2T1G готовится к выпуску.

Отличительной особенностью микросхемы LM392-D является размещение в одном корпусе операционного усилителя и компаратора (рис. 1).

Рис. 1.

Обе схемы питаются от однополярного источника и имеют нижний уровень входного синфазного напряжения, совпадающий со значением отрицательного питания. Возможно также использование двуполярного питания. Микросхема имеет низкое потребление, независимое от уровня питающего напряжения, находящегося в диапазоне 3…32 В. Значение тока потребления в состоянии покоя составляет 600 мкА, что делает выгодным применение микросхемы в портативных устройствах. Выход компаратора рассчитан на подключение цифровых микросхем ТТЛ или КМОП. Операционный усилитель имеет низкий уровень входного напряжения смещения, типичное значение которого составляет 2 мВ. LM392-D может использоваться в детекторах уровня, управляемых напряжением генераторах и усилителях-преобразователях.

Другой новинкой от ON Semiconductor является микросхема LMV824DR2G в корпусе SOIC-14 с шагом выводов 1,27 мм, в отличие от предыдущей модификации LMV824DTBR2G в корпусе TSSOP-14 с шагом 0,65 мм. LMV824 содержит четыре операционных усилителя, основными особенностями которых являются малое входное напряжение смещения, не превышающее 3,5 мВ, и малый температурный уход напряжения смещения, среднее значение которого составляет 1 мкВ/°C. Входное синфазное напряжение включает нулевой уровень (нулевое напряжение относительно потенциала «земли»). Выходное напряжение может изменяться в пределах питающего при нагрузке до 600 Ом. Типичное значение скорости изменения выходного напряжения составляет 1,4 В/мкс. Ток потребления всех четырех усилителей не превышает 1,5 мА в диапазоне температур -40…85°C. Произведение коэффициента усиления на значение полосы пропускания составляет 5 МГц. В качестве области преимущественного применения предлагаются портативные компьютеры и модемы.

Еще одной новинкой компании ON Semiconductor является микросхема MC34072AMTTBG, содержащая два операционных усилителя с однополярным питанием 3…44 В и малым напряжением смещения. Основным отличием данной модификации от ранее освоенных микросхем семейства MC34071/MC34072/MC34074 является исполнение в корпусе WQFN10 с размерами 2,6х2,6х0,8 мм. Семейство из 42 наименований микросхем, содержащих от одного до четырех усилителей и выпускающихся в коммерческом, индустриальном и военном температурных диапазонах, включает также исполнения в корпусах PDIP и SOIC и характеризуется произведением коэффициента усиления на полосу пропускания 4,5 МГц, скоростью изменения выходного напряжения 13 В/мкс и малым временем установления выходного сигнала до уровня 0,1% (1,1 мкс). Хотя микросхемы могут питаться от двуполярного источника, они подходят для подключения к однополярному, так как диапазон уровней входного синфазного напряжения включает нулевое значение (потенциал «земли»). За счет использования во входном каскаде схемы Дарлингтона серия микросхем также обладает высоким входным сопротивлением, малым входным напряжением смещения, не превышающим 3 мВ для исполнения с суффиксом A, и большим коэффициентом усиления. Операционные усилители допускают подключение емкостной нагрузки до 10 нФ и имеют защиту от короткого замыкания на выходе.

В настоящее время готовится к выпуску микросхема LMV301SQ2T1G. Этот операционный усилитель, выполненный по КМОП-технологии, может функционировать в диапазоне питающих напряжений 1,8…5 В и имеет ток потребления в состоянии покоя не более 200 мкА. Малый входной ток смещения (35 пА) и высокое входное сопротивление дают возможность использования микросхем для усиления сигналов приборов с высоким выходным сопротивлением, например фотодиодов. Отличные показатели выходного напряжения, изменяющегося в пределах питающего, позволяют улучшить помехоустойчивость схем. Выходные каскады LMV301 способны работать на нагрузку с активной составляющей до 600 Ом и емкостной до 1000 пФ. Эти микросхемы наиболее подходят для применения в портативных компьютерах, сотовых телефонах, цифровых камерах, различных датчиках.

В дополнение к новинкам хотелось бы рассмотреть еще несколько наиболее интересных микросхем.

MC33077 содержит два прецизионных высококачественных операционных усилителя с большой полосой частот и низким уровнем шума, разработанных на основе биполярных технологий. Специальные решения, использованные в микросхеме, создали условия для достижения низкого уровня входного напряжения смещения и расширения рабочей полосы частот.

MC33077 обеспечивает:

  • низкое входное напряжение шума;
  • низкий температурный коэффициент напряжения смещения;
  • высокую скорость нарастания выходного напряжения;
  • высокий коэффициент усиления и низкий ток потребления.

Выходной каскад на npn-транзисторах обеспечивает:

  • отсутствие переходных искажений выходного сигнала;
  • большой размах выходного напряжения;
  • хороший запас по фазе и усилению;
  • низкое выходное сопротивление при разомкнутой обратной связи.

Усилитель имеет ограничение выходного тока, и при напряжении питания до ±15 В выдерживает короткое замыкание на выходе без повреждения вследствие повышения температуры кристалла.

Микросхема имеет:

  • спектральную плотность шума 4,4нВ/√Гц на частоте 1кГц;
  • входное напряжение смещения 0,2мВ;
  • температурный коэффициент напряжения смещения 2 мкВ/°С;
  • суммарный коэффициент гармоник 0,007%;
  • коэффициент усиления с разомкнутой обратной связью 112дБ;
  • коэффициент усиления 850 на частоте 20кГц и 370 на частоте 100кГц;
  • скорость изменения выходного напряжения 11В/мкс;
  • размах выходного напряжения -14,7…14В;
  • ток потребления 3,5мА;
  • двуполярное питание ±(2,5…18)В.

Выдающиеся характеристики микросхемы MC33077 позволяют использовать ее в качестве высококачественного предварительного и измерительного усилителя, активного фильтра, а также во многих других областях.

Операционные усилители MC33201/ MC33202/ MC33204 обеспечивают функционирование в диапазоне питающего напряжения как для входных, так и для выходных сигналов. Входной сигнал может превысить напряжение питания не более чем на 200 мВ без инверсии фазы выходного сигнала. Выходное напряжение изменяется в пределах, которые меньше значения питающего напряжения лишь на 50 мВ. Такие характеристики позволяют пользователю использовать весь диапазон питающего напряжения. Усилитель может работать от очень низких питающих напряжений относительно нулевого уровня (потенциала «земли»): ±0,9 В для двуполярного источника и 1,8 В для однополярного. Максимальные значения питающих напряжений составляют ±6 В или 12 В, соответственно. Техника форсирования выходного тока обеспечивает высокие выходные характеристики при сохранении тока потребления усилителя на низком уровне. К тому же микросхемы обеспечивают существенные скорость изменения выходного напряжения и нагрузочную способность. Эти силовые возможности, дополненные низкими уровнями шумов и искажений, делают операционные усилители данного семейства привлекательными для использования в звуковой технике. Микросхемы MC33201/ MC33202/ MC33204 имеют:

  • ток потребления 0,9мА на каждый усилитель в корпусе;
  • ток короткого замыкания 80мА;
  • возможность подключения нагрузки с сопротивлением до 600Ом;
  • типичное значение произведения усиления на полосу частот 2,2МГц;
  • диапазон температур от -40…105°C или -55…125°C.

Однако обеспечение высокого выходного тока выдвигает встречное требование к потребителю — ограничение температуры кристалла в пределах 150°C.

Микросхемы семейства NE5534/ SA5534/ SE5534 содержат в корпусе по одному малошумящему высокопроизводительному операционному усилителю. Это делает их особенно пригодными для использования в высококачественной и профессиональной звуковой технике, точных приборах, медицинском оборудовании, схемах управления и усилителях телефонных каналов. Эти операционные усилители имеют внутреннюю коррекцию при коэффициенте усиления три и выше. Их частотная характеристика может быть оптимизирована использованием внешнего корректирующего конденсатора.

Микросхемы семейства NE5534/ SA5534/ SE5534 имеют:

  • полосу частот низкоуровневого сигнала 10МГц;
  • входное нормированное напряжение шума 4нВ/√Гц;
  • коэффициент усиления постоянного сигнала 100000 (100дБ) и переменного сигнала 6000 на частоте 10кГц;
  • полосу частот обеспечения мощности 200кГц;
  • возможность получения скорости изменения выходного напряжения 13В/мкс;
  • возможность подключения нагрузки с активным сопротивлением 600Ом при уровне среднеквадратического значения выходного напряжения 10В и питающем напряжении ±18 В;
  • диапазон питающих напряжений ±(3…20)В.

NE5230 является низковольтным операционным усилителем, напряжение питания которого может изменяться в диапазоне 1,8…15 В и может быть как двуполярным, так и однополярным. В последнем случае выходное напряжение может изменяться от нулевого уровня. Микросхема имеет вывод управления смещением, посредством воздействия на который можно изменять ток потребления. При напряжении питания ±0,9 В потребляемый ток равен 110 мкА (при свободном выводе управления). В этом случае обеспечивается полоса частот единичного усиления 250 кГц. При подключении вывода управления к выводу отрицательного питания полоса частот единичного усиления увеличивается до 600 кГц, а ток потребления — до 600 мкА. В этом режиме микросхема обеспечивает нагрузочные характеристики за пределами звукового диапазона частот. NE5230 имеет оригинальный входной каскад, который расширяет диапазон входного синфазного напряжения ниже отрицательного и выше положительного напряжения питания на 250 мВ. Микросхема также обеспечена внутренней коррекцией. Операционный усилитель имеет входной ток смещения ±40 нА и коэффициент усиления при разомкнутой обратной связи 125 дБ. Эти параметры создают предпосылки для использования микросхем совместно с различными датчиками. Запас по коэффициенту усиления позволяет обеспечить высокую точность обработки сигналов. Выходной каскад класса АВ создает значительный динамический диапазон, пределы которого уступают напряжению питания только на 100 мВ с каждой стороны. Микросхема идеально подходит для портативного звукового оборудования и удаленных датчиков благодаря малому потреблению, достаточной полосе частот и уровню шума 30 нВ/√Гц.

TCA0372 является схемой, ориентированной на использование в качестве мощного операционного усилителя в широком диапазоне применений, включая сервоусилители и источники питания. Отсутствие на переходной характеристике зоны нечувствительности обеспечивает возможность подключения в качестве нагрузки обмоток приводов. Эти микросхемы имеют: выходной ток до 1 А (!); скорость изменения выходного напряжения 1,3 В/мкс; диапазон частот 1,1 МГц; встроенную тепловую защиту; возможность подключения однополярного или двуполярного источника питания. Диапазон синфазного входного напряжения этих усилителей включает нулевой уровень (потенциал «земли»).

Заключение

Хотелось бы обратить внимание на оптимальность соотношения цена/качество продукции фирмы ON Semiconductor. Описать все представленные ею операционные усилители в рамках данной статьи, даже в сжатой форме, а также включить полную таблицу всего ассортимента с указанием основных характеристик не представляется возможным. В таблице 1 дается сокращенный перечень микросхем.

Таблица 1. Операционные усилители компании ON Semiconductor

Микросхема

Описание

Число каналов

Uпит. мин., В

Uпит. макс., В

Iвых. тип, мА

Iпотр. тип, мА

Kxfпол. пропуск. тип, МГц

Vнараст. вых напр. тип, В/мкс

Uвх.смещ. макс, мВ

ОУ с напряжением питания от 1,8 В, малым током смещения и выходным
напряжением в пределах питающего

SC-88A, SOT-353, SC-70 5 LEAD

Дополняющие ОУ и прецизионный компаратор

SOIC-8 Narrow Body

Четыре ОУ с низким потреблением
и выходным напряжением в пределах питающего

Два ОУ с единым питанием 3…44 В
и малым напряжением смещения

WQFN10, 2.6×2.6, 0.5P

Два ОУ с напряжением питания 3…44 В

Два малошумящих ОУ

Два малошумящих ОУ

Четыре малошумящих ОУ

ОУ с напряжением питания

в пределах питающего

Два ОУ с напряжением питания
от 1,8…12 В и выходным напряжением
в пределах питающего

Четыре ОУ с напряжением питания
от 1,8…12 В и выходным напряжением
в пределах питающего

ОУ с напряжением питания 3…44 В

Четыре ОУ с напряжением питания 3…44 В

Четыре ОУ с напряжением питания 3…44 В

Низковольтный ОУ

Малошумящий ОУ

Низковольтный ОУ

Два малошумящих ОУ с внутренней компенсацией

Малошумящий ОУ

Два малошумящих ОУ с внутренней компенсацией

Малошумящий ОУ


и большим выходным током

Два ОУ с напряжением питания 5…40 В
и большим выходным током

За более подробной информацией следует обращаться на сайт производителя: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/parametrics.do?id=453 .

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail:

NCP694 — 1А LDO-регулятор от ONSemi

ON Semiconductor анонсировала LDO-регулятор серии NCP694 с очень низким падением напряжения и выходным током 1 А.

  • Входное напряжение: 1,4…6В
  • Выходной ток: 1А
  • Ток собственного потребления: 60мкА (0,1мкА в спящем режиме)
  • Падение напряжения для Uвых= 3,3В: 50мВ @ 0,3А, 180мВ @ 1А

NCP694 — КМОП регулятор напряжения, поддерживающий выходной ток до 1 А и напряжение на выходе ниже 1,2 В. Нестабильность выходного напряжения регулятора составляет 3 мВ. Функция "Chip enable" может быть использована для перевода устройства в спящий режим, таким образом значительно сокращая потребление тока. Подавление пульсаций до 70 дБ наряду с ограничением по току и термозащитой делают это устройство многофункциональным и устойчивым к внешним воздействиям.

NCP694 доступен в вариантах с регулируемым выходным напряжением, а также фиксированным напряжением 0,8; 1,0; 1,2; 2,5; 3,3 В в миниатюрных корпусах HSON-6 и SOT-89.

ON Semi выпустила новые N-канальные МОП-транзисторы на 600 В

Компания ON Semiconductor анонсировала новые N-канальные МОП-транзисторы NDD04N60Z-1G, NDD04N60ZT4G, NDF06N60ZG, NDF10N60ZG с рабочим напряжением до 600 В.

Основные особенности:

  • Доступны версии с током стока 4, 6 и 10А;
  • Низкое сопротивление R DS(ON) — порядка 0,65Ом;
  • Малое значение заряда затвора- до 19нК;
  • Высокая степень защиты от ЭСР, осуществляемая посредством встроенных стабилитронов;
  • Корпуса TO-220FP, DPAK и IPAK.
Электропитание

Дифференциальный усилитель на ОУ с однополярным питанием – включение

Начнем с терминов, чтобы было понятнее, о чем ниже пойдет речь.

Усилитель – это некий узел или даже целый прибор, который может увеличивать мощность проходящего через него электрического сигнала. Здесь не зря употреблено слово "мощность", так как есть и другие приборы, увеличивающие отдельные показатели тока – его силу или напряжение (например, трансформаторы), такие элементы нельзя назвать усилителями.

Дифференциальные усилители – это такой вид усилителей, у которых сигнал на выходе соответствует разности потенциалов на входах (чаще всего входов два, но очень редко применяются диф. усилители с одним входом, например, повторители) увеличенной на определенный коэффициент.

ОУ (аббревиатура от слов "операционный усилитель", в английском звучит как operational amplifier или OpAmp) – это подвид дифференциальных усилителей постоянного тока, отличающихся очень высоким коэффициентом усиления.

Обозначаются они в схемах так.

ОУ с однополярным питанием

Питание ОУ может быть двуполярным (у источника питания есть выход отрицательного потенциала, положительного и ноль) или однополярным (подается только положительный потенциал и ноль).

Однополярное питание ОУ намного проще в реализации современных схем, работающих на аккумуляторах или батареях.

К преимуществам однополярного питания ОУ можно отнести следующие:

1.Мощность потребления снижена (в сравнении с двуполярными);

2.Требуется использование только одного источника тока;

3.Имеется возможность построения эффективных схем для переносных устройств, питающихся от аккумуляторных батарей.

Именно поэтому большинство современных операционных усилителей рассчитаны на однополярное питание и работают фактически наполовину (например, семейство Rail to Rail).

Но из-за низкой точности и уменьшенного коэффициента усиления необходимо особое внимание уделять правильному подбору ОУ.

Ввиду большого ассортимента ОУ и их функциональных возможностей, процедура выбора готового усилителя под собственные нужды становится достаточно сложной. Помочь в этом может следующая схема от ведущего производителя STMicroelectronics.

Здесь GBR – это граничная частота, а Icc – это ток потребления. Для подбора готовых элементов от других производителей можно воспользоваться поиском прямых аналогов.

Включение ОУ с однополярным питанием в схемы

Ниже рассмотрим наиболее популярные реализации типовых задач ОУ.

Самая простая – включение ОУ в схемы, где входящий сигнал подается относительно земли.

Инвертирующий усилитель будет выглядеть следующим образом.

Выходной сигнал будет вычисляться по формуле

Схема будет работать только при положительном Vin.

Ниже изображен ОУ со смещением, подаваемым на неинвертирующий вход.

Более мощный неинвертирующий ОУ будет включаться так.

Здесь коэф.усиления равен 10 (при условии, что R1 имеет номинал 910 кОм, R2 100 кОм, а R3 91 кОм, в качестве DA1 используется LM358). Расчет производится на основе формулы k=1+R1/R2.

Вариант дифференциального усилителя.

15.07.2019 - 08:24
Может

  • Сергей / 06.02.2019 - 23:23
    Uвых = (1 + 2 · R1/R2) · (Uвх1 – Uвх2) Интересно чему равно напряжение на выходе если Uвх1

    • 65 нанометров - следующая цель зеленоградского завода «Ангстрем-Т», которая будет стоить 300-350 миллионов евро. Заявку на получение льготного кредита под модернизацию технологий производства предприятие уже подало во Внешэкономбанк (ВЭБ), сообщили на этой неделе «Ведомости» со ссылкой на председателя совета директоров завода Леонида Реймана. Сейчас «Ангстрем-Т» готовится запустить линию производства микросхем с топологией 90нм. Выплаты по прошлому кредиту ВЭБа, на который она приобреталась, начнутся в середине 2017 года.

    Пекин обвалил Уолл-стрит

    Ключевые американские индексы отметили первые дни Нового года рекордным падением, миллиардер Джордж Сорос уже предупредил о том, что мир ждет повторение кризиса 2008 года.

    Первый российский потребительский процесор Baikal-T1 ценой $60 запускают в массовое производство

    Компания «Байкал Электроникс» в начале 2016 года обещает запустить в промышленное производство российский процессор Baikal-T1 стоимостью около $60. Устройства будут пользоваться спросом, если этот спрос создаст государство, говорят участники рынка.

    МТС и Ericsson будут вместе разрабатывать и внедрять 5G в России

    ПАО "Мобильные ТелеСистемы" и компания Ericsson заключили соглашения о сотрудничестве в области разработки и внедрения технологии 5G в России. В пилотных проектах, в том числе во время ЧМ-2018, МТС намерен протестировать разработки шведского вендора. В начале следующего года оператор начнет диалог с Минкомсвязи по вопросам сформирования технических требований к пятому поколению мобильной связи.

    Сергей Чемезов: Ростех уже входит в десятку крупнейших машиностроительных корпораций мира

    Глава Ростеха Сергей Чемезов в интервью РБК ответил на острые вопросы: о системе «Платон», проблемах и перспективах АВТОВАЗа, интересах Госкорпорации в фармбизнесе, рассказал о международном сотрудничестве в условиях санкционного давления, импортозамещении, реорганизации, стратегии развития и новых возможностях в сложное время.

    Ростех "огражданивается" и покушается на лавры Samsung и General Electric

    Набсовет Ростеха утвердил "Стратегию развития до 2025 года". Основные задачи – увеличить долю высокотехнологичной гражданской продукции и догнать General Electric и Samsung по ключевым финансовым показателям.