연산 증폭기의 축약 형은 op-amp로, 솔리드 스테이트 IC의 한 종류입니다. 최초의 연산 증폭기는 1963 년 Fairchild Semiconductors에서 설계했습니다. 아날로그의 기본 구성 요소입니다. 전자 회로 다양한 유형의 아날로그 신호 처리 작업을 수행합니다. 이 IC는 외부 피드백을 사용하여 기능을 조절하며 이러한 구성 요소는 다양한 전자 기기에서 다목적 장치로 사용됩니다. 2 개의 입력과 2 개의 출력, 즉 반전 및 비 반전 단자로 구성됩니다. 이 IC 741 Op Amp는 다양한 전기 및 전자 회로에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 이 741 연산 증폭기의 주요 목적은 AC 및 DC 신호를 강화하고 수학 연산을위한 것입니다. 속성, 핀 다이어그램, 사양 및 관련 개념을 알고이 741 연산 증폭기에 대해 명확히하겠습니다.
IC 741 연산 증폭기는 무엇입니까?
연산 증폭기라는 용어 연산 증폭기의 전체 형태이며 IC의 한 종류입니다 ( 집적 회로 ). 연산 증폭기는 차동 i / p 및 단일 o / p가있는 DC 결합 고 이득 전압 증폭기입니다. 이 구조에서 연산 증폭기는 일반적으로 i / p 단자 간의 전위차보다 몇 배 더 큰 o / p 전위를 생성합니다.
Op-Amps는 아날로그 컴퓨터에 뿌리를두고 있으며, 여기에서 선형, 비선형 및 주파수 종속 회로에서 수학적 연산을 수행하는 데 사용되었습니다. 기본으로이 IC의 인기 아날로그 회로의 빌딩 블록 유연성 때문입니다. 특성으로 인해 이러한 기능은 외부 구성 요소에 의해 결정되며 IC 자체의 제조 차이가 아닌 온도 계수에 약간 의존합니다.
오늘날 연산 증폭기는 가장 일반적으로 사용되는 집적 회로입니다. 그만큼 이 IC의 응용 수많은 산업, 과학 및 소비자 기기가 포함됩니다. 몇 가지 일반적인 연산 증폭기의 비용은 합리적인 생산량에서 낮지 만 성능 조건이 다른 일부 하이브리드 통합 연산 증폭기의 비용은 100 달러 이상일 수 있습니다. 연산 증폭기는 장치로 포장되거나 더 많은 복합 집적 회로의 기본으로 사용될 수 있습니다.
연산 증폭기는 한 종류의 차동 증폭기 . 다양한 종류의 차동 증폭기에는 계측 증폭기, 절연 증폭기, 네거티브 피드백 증폭기 및 완전 차동 증폭기가 포함됩니다. IC 741은 '작은 칩'처럼 보입니다. 하지만 범용입니다. 이에 대한 기본 정보를 알아야합니다.
그만큼 IC 741 연산 증폭기 작은 칩처럼 보입니다. 8 개의 핀으로 구성된 741 IC 연산 증폭기의 표현은 아래에 나와 있습니다. 가장 중요한 핀은 2,3 및 6입니다. 여기서 핀 2와 3은 반전 및 비 반전 단자를 나타내고 핀 6은 출력 전압을 나타냅니다. IC의 삼각형 형태는 연산 증폭기 집적 회로를 나타냅니다.
현재 버전의 칩은 유명한 IC 741 연산 증폭기로 표시됩니다. 이 IC 741의 주요 기능은 다양한 회로에서 수학적 연산을 수행하는 것입니다. IC 741 연산 증폭기는 일반적으로 차동 i / p, 푸시 풀 o / p 및 중간 이득 단계와 같은 3 단계를 갖는 트랜지스터의 다양한 단계로 만들어집니다.
이 연산 증폭기는 높은 범위의 전압 이득을 제공 할 수 있으며이를 다양한 전압 레벨에서 작동하도록 만들 수 있으며이 기능을 통해 장치는 다양한 적분기, 합산 유형의 증폭기 등에서 구현할 수 있습니다. 단락시 장치를 보호하는 특성을 가지고 있으며 내부 주파수 보상 회로망을 가지고 있습니다. 이 IC는 3 가지 형태로 제조 할 수 있으며 8 핀 SOIC 패키지, 8 핀 듀얼 인라인 패키지, TO5-8 메탈로 제작할 수 있습니다.
741 DIP 및 To5
IC 741 연산 증폭기는 반전 (-) 및 비 반전 (+)의 두 가지 방법으로 사용됩니다.
차동 연산 증폭기 FET 세트로 구성 또는 BJT. 이 연산 증폭기의 기본 표현은 다음과 같습니다.
핀 다이어그램
그만큼 IC 741 연산 증폭기의 핀 구성 아래에 나와 있습니다. 그만큼 연산 증폭기 741 핀 다이어그램 각 핀의 기능은 아래 섹션에 명확하게 설명되어 있습니다.
IC 741 핀 다이어그램
전원 공급 장치 핀 : 핀 4 및 7
핀 4와 핀 7은 음극 및 양극 전압 전원 공급 장치 단자입니다. IC가 작동하는 데 필요한 전력은이 두 핀에서 수신됩니다. 이 핀 사이의 전압 레벨은 5 – 18V 범위 일 수 있습니다.
출력 핀 : 핀 6
IC 741 연산 증폭기에서 전달되는 출력은이 핀에서 수신됩니다. 이 핀에서 수신되는 출력 전압은 사용 된 피드백 방식과 입력 핀의 전압 레벨을 기반으로합니다.
핀 6의 전압 값이 높으면 출력 전압이 + ve 공급 전압과 유사하다는 의미입니다. 마찬가지로 핀 6의 전압 값이 낮 으면 출력 전압이 -ve 공급 전압과 유사하다는 의미입니다.
입력 핀 : 핀 2 및 핀 3
이것은 연산 증폭기의 입력 핀입니다. 핀 3은 반전 입력으로 간주되고 핀 3은 비 반전 입력 핀으로 간주됩니다. 핀 2 >> 핀 3의 전압 값이 반전 입력의 전압 값이 높음을 의미하면 출력 신호가 낮습니다.
같은 방식으로 핀 3 >> 핀 2의 전압 값이 비 반전 입력의 전압 값이 높음을 의미하면 출력 신호가 높습니다.
오프셋 널 핀 : 핀 1 및 핀 5
앞서 논의했듯이이 연산 증폭기는 전압 이득이 증가합니다. 이 때문에 구조적 절차의 이상이나 기타 이상으로 인해 발생하는 비 반전 및 반전 입력 모두에서 전압의 최소 변동조차도 출력에 영향을 미칩니다.
이를 극복하기 위해 핀 1과 핀 5에 적용되는 전압의 오프셋 값은 일반적으로 전위차계에 의해 수행됩니다.
연결되지 않은 핀 : 핀 8
IC 741 Op Amp의 빈 핀을 채우는 데 사용되는 핀입니다. 내부 또는 외부 회로와 연결되어 있지 않습니다.
IC 741 Op-Amp의 작동
이 섹션에서는 IC 741의 내부 회로도 및 작동. 일반적인 IC 741은 11 개의 저항과 20 개의 트랜지스터가 포함 된 회로로 구성됩니다. 이 모든 트랜지스터와 저항은 단일 모 놀리 식 칩으로 동화되고 연결됩니다. 아래에 표시된 이미지를 통해 구성 요소의 내부 연결을 쉽게 이해할 수 있습니다.
741 IC 내부 회로
여기서 트랜지스터 Q1 및 Q2의 경우 반전 및 비 반전 입력이 그에 따라 연결됩니다. Q1 및 Q2 트랜지스터는 모두 NPN 이미 터로 작동하며 이러한 출력은 Q3 및 Q4 트랜지스터 몇 개에 연결됩니다. 이러한 Q3 및 Q4는 공통베이스 증폭기로 작동합니다. 이러한 유형의 구성은 Q3 및 Q4와 연결된 입력을 격리하므로 발생할 수있는 신호 피드백이 제거됩니다.
연산 증폭기 입력에서 발생하는 전압 변동은 내부 회로 전류 흐름에 영향을 미칠 수 있으며 회로에있는 모든 트랜지스터의 유효 기능 범위에도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서이를 제거하기 위해 두 개의 현재 미러를 구현했습니다. 트랜지스터 쌍 (Q8, Q9) 및 (Q12, Q13)은 미러 회로를 형성하는 방식으로 연결됩니다.
Q8 및 Q12 트랜지스터는 조절 트랜지스터이므로 해당 트랜지스터 쌍의 EB 접합에서 전압 레벨을 설정합니다. 이 전압 레벨은 밀리 볼트의 소수까지 정확하게 조절할 수 있으며이 정확도는 회로에 필요한 전류 흐름 만 허용합니다.
Q8과 Q9에 의해 개발 된 하나의 미러 회로는 입력 회로에 공급되는 반면, Q12 및 Q13에 의해 개발 된 다른 미러 회로는 출력 회로에 공급됩니다. 또한 Q10 및 Q11에 의해 형성된 세 번째 미러 회로는 -ve 전원과 입력 사이의 임피던스 연결을 증가시키는 역할을합니다. 이 연결은 입력 회로에 부하 효과가 없음을 보여주는 기준 전압 레벨을 제공합니다.
트랜지스터 Q6은 4.5K 및 7.5K 저항과 함께 다음 회로로 전달되기 전에 Vin에 의해 입력 섹션에서 증폭기 회로의 전압 레벨을 낮추는 전압 레벨 시프터 회로로 개발됩니다. 이는 출력 증폭기 섹션에서 모든 종류의 신호 변동을 제거하기 위해 수행됩니다. Q22, Q15 및 Q19 트랜지스터는 클래스 A 증폭기로 작동하도록 설계되었으며 Q14, Q20 및 Q17 트랜지스터는 741 Op Amp의 출력 위상으로 발전합니다.
차동 회로의 입력 위상에서 모든 종류의 이상을 제거하기 위해 Q5, Q6 및 Q7 트랜지스터를 사용하여 Offset null + ve 및 -ve가 있고 그에 따라 반전 및 비 반전 입력을 레벨링하는 구성을 형성합니다.
연산 증폭기 통합 기 및 미분기
아래 섹션에서는 실험 절차를 설명합니다. IC 741 연산 증폭기 이론을 사용하는 적분기 및 미분기.
미분기 및 적분기로 작동하는 연산 증폭기에 대해 알아 보려면 브레드 보드, 값의 저항 (10KΩ, 100KΩ, 1.5KΩ 및 150Ω), RPS, IC 741 연산 증폭기, 연결할 와이어, 값의 커패시터 (0.01µF, 0.1µF) 및 오실로스코프 (CRO)가 있습니다.
연산 증폭기를 사용하는 적분기 회로는 다음과 같습니다. 적분기 회로를 형성하고 출력을 알기 위해 아래 단계에 설명 된대로 회로 연결을 수행해야합니다.
- 입력 섹션에서 주파수가 1kHz이고 진폭이 피크 대 피크 전압 인 2V의 대칭 사인파를 적용합니다.
- 회로의 입력 및 출력 섹션을 CRO 채널 1 및 채널 2에 연결합니다.이 연결을 통해 생성 된 파형을 관찰 할 수 있습니다.
- CRO에서 관찰 된 유사한 값과 함께 관찰 된 파형을 그래프에 플로팅합니다.
- 그런 다음 실제 값과 이론 값을 모두 관찰하십시오. 이러한 유형의 연결을 통해 IC 741 연산 증폭기를 적분기 회로로 사용할 수 있습니다.
연산 증폭기를 사용하는 미분기 회로는 다음과 같습니다. 미분기 회로를 형성하고 출력을 알기 위해 아래 단계에 설명 된대로 회로 연결을 수행해야합니다.
- 입력 섹션에서 주파수가 1KHz이고 진폭이 피크 대 피크 전압 인 2V의 대칭 삼각파를 적용합니다.
- 회로의 입력 및 출력 섹션을 CRO 채널 1 및 채널 2에 연결합니다.이 연결을 통해 생성 된 파형을 관찰 할 수 있습니다.
- CRO에서 관찰 된 유사한 값과 함께 관찰 된 파형을 그래프에 플로팅합니다.
- 그런 다음 실제 값과 이론 값을 모두 관찰하십시오. 이러한 유형의 연결을 통해 IC 741 연산 증폭기를 적분기 회로로 사용할 수 있습니다.
개방 루프 구성
IC 741 Op Amp를 구현하는 가장 쉬운 방법은 개방 루프 구성에서 작동하는 것입니다. 그만큼 IC 741의 개방 루프 구성 반전 및 비 반전 모드입니다.
반전 연산 증폭기
IC 741 연산 증폭기에서 pin2 및 pin6은 입력 및 출력 핀입니다. 핀 2에 전압이 주어지면 핀 6에서 출력을 얻을 수 있습니다. i / p pin-2의 극성이 + Ve이면 o / p pin6에서 나오는 극성은 -Ve입니다. 따라서 o / p는 항상 i / p와 반대입니다.
반전 연산 증폭기 회로 다이어그램은 위에 나와 있으며 반전 연산 증폭기 회로의 이득은 일반적으로 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. A = Rf / R1
예를 들어 Rf가 100 킬로 옴이고 R1이 10 킬로 옴이면 이득은 -100 / 10 = 10이됩니다. i / p 전압이 2.5v이면 o / p 전압은 2.5 × 10 = 25가됩니다.
비 반전 연산 증폭기
IC 741 연산 증폭기에서 pin3 및 pin6은 입력 및 출력 핀입니다. 핀 3에 전압이 주어지면 핀 6에서 출력을 얻을 수 있습니다. 입력 핀 -3에서 극성이 + Ve이면 o / p 핀 -6에서 나오는 극성도 + Ve입니다. 따라서 O / P는 그 반대가 아닙니다.
비 반전 회로도는 위에 나와 있으며이 비 반전 회로의 이득은 일반적으로 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. A = 1 + (Rf / R1)
예를 들어 Rf가 100 킬로 옴이고 R1이 25 킬로 옴이면 이득은 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5가됩니다. i / p 전압이 1이면 o / p 전압은 다음과 같습니다. 1X5 = 5v
IC 741 연산 증폭기 회로도
애플리케이션에는 주로 가산기, 비교기, 감산기, 전압 팔로워, 적분기 및 미분기가 포함됩니다. 그만큼 IC 741 연산 증폭기의 회로도 아래에 주어진다. 다음 회로에서 IC 741 연산 증폭기가 비교기로 사용됨 . 비교기로 사용하더라도 IC는 여전히 약한 신호를 관찰하여 더 간단하게 식별 할 수 있습니다.
IC 741 핀 구성
IC 741 Op-Amp의 사양
아래 사양은 IC 741의 작동 기능과 동작을 명확하게 설명합니다.
- 전원 공급 :이 연산 증폭기의 기능을 위해 최소 5V의 전압이 필요하며 최대 18V를 처리 할 수 있습니다.
- 입력 임피던스 : 범위는 약 2 메가 옴입니다.
- 출력 임피던스 : 범위는 약 75 옴입니다.
- 슬 루율 : 이것은 또한 높은 주파수 범위에 대해 연산 증폭기를 선택하는 데 중요한 속성입니다. 이것은 출력 전압 / 시간 단위의 최대 변화로 정의됩니다. SR은 volts / µsec 단위로 측정되며 다음과 같이 표시됩니다. SR = dVo / dt 슬 루율을 계산하면 입력 주파수 레벨의 변화에 따라 연산 증폭기가 변하는 출력의 변화를 간단히 알 수 있습니다. SR은 전압 이득의 변화에 따라 달라지며 일반적으로 단일 이득이라고합니다. 연산 증폭기의 슬 루율 값은 항상 일정합니다. 따라서 출력 값의 기울기 필요성이 슬 루율보다 크면 왜곡이 발생합니다. IC 741 연산 증폭기의 경우 슬 루율은 최소 0.5V / 마이크로 초입니다. 이 때문에이 IC는 비교기, 필터 및 발진기와 같이 증가 된 주파수 범위에 사용되지 않습니다.
- 전압 이득 : 전압 이득은 최소 주파수 범위에 대해 2,00,000입니다.
- 입력 오프셋 범위 :이 IC 741 Op Amp의 입력 오프셋 범위는 2 ~ 6mV입니다.
- 출력 부하 : 권장 범위는> 2Kilo Ohms입니다.
- 과도 응답 : 이것은 여러 애플리케이션에서 연산 증폭기를 선택하는 데 사용되는 중요한 측면입니다. 정상 상태 피드백과 함께 연산 증폭기에는 실제 회로의 전체 응답이 포함됩니다. 출력 값을 받기 전에 안정된 값이 얻어지는 피드백 섹션을 과도 응답이라고합니다. 일단이 값에 도달하면 안정된 값은 그 지점에 머물러 있으므로 이것을 안정 수준이라고합니다. 이 정상 단계는 시간을 기반으로하지 않습니다. 이 과도 응답의 속성은 오버 슈트 비율과 상승 시간으로 구성됩니다. 연산 증폭기의 단위 이득 대역폭과는 반비례 관계가 있습니다.
연산 증폭기가 전압 증폭기로 작동하려면 입력 임피던스를 높이고 출력 임피던스 값을 낮추는 것이 좋습니다.
741 연산 증폭기 특성
IC 741 연산 증폭기의 특성은 다음과 같습니다.
- IC 741 연산 증폭기의 입력 임피던스는 100 킬로 옴 이상입니다.
- 741 IC 연산 증폭기의 o / p는 100 옴 미만입니다.
- IC 741 연산 증폭기에 대한 증폭기 신호의 주파수 범위는 0Hz-1MHz입니다.
- IC 741 연산 증폭기의 오프셋 전류 및 오프셋 전압이 낮습니다.
- IC 741의 전압 이득은 약 2,00,000입니다.
741 연산 증폭기 애플리케이션
많은 전자 회로가 IC 741 연산 증폭기, 즉 전압 팔로워, 아날로그-디지털 변환기 , 샘플 및 홀드 회로, 전압을 전류로, 전류를 전압으로 변환, 가산 증폭기 등 IC 741 연산 증폭기의 응용 프로그램은 다음과 같습니다.
- IC 741 Op Amp를 사용하는 가변 오디오 주파수 발진기
- IC 741 연산 증폭기 기반 조정 가능한 리플 RPS
- IC 741 Op Amp를 사용하는 4 채널 오디오 믹스
- IC 741 연산 증폭기 및 LDR 기반 자동 조명 작동 스위치
- IC 741 Op-Amp를 사용하는 DC 볼트 극성 측정기
- IC 741 Op Amp를 사용하는 전자 실 온도계
- IC 741 Op-Amp를 사용하여 버그 듣기
- IC 741 Op-Amp를 사용하는 마이크 증폭기
- IC 741 연산 증폭기 테스터
- 이것은 단락 RPS의 기반 보호입니다.
- IC 741 연산 증폭기를 사용하는 열 터치 스위치
- IC 741 연산 증폭기를 사용하여 V를 F로 변환
- IC 741 연산 증폭기 기반 바람 소리 생성
741 연산 증폭기의 인포 그래픽
이것은 연산 증폭기 기본 사항, 핀 다이어그램, 회로 다이어그램, 사양, 특성 및 응용 프로그램을 포함하는 IC 741 Op Amp 자습서에 관한 것입니다. 또한이 개념 또는 741 op-amp 프로젝트에 대한 질문이 있으면 아래 댓글 섹션에 의견을 보내 피드백을 보내주십시오. 여기에 질문이 있습니다. 이것은
