Apa sirkuit sebenarnya di balik opamp?

19

Jadi, siswa EE tahun pertama, dan saya baru tahu tentang op-amp. Saya memahami model yang ideal, dan tahu bagaimana menganalisisnya, dan memahami ide di balik mereka / sirkuit yang ditunjukkan kepada kita yang ada di dalamnya. Kecuali, itu bukan sirkuit yang sebenarnya, ia memiliki sumber dependen. Pertanyaan saya adalah, apa yang sebenarnya ada di dalam op-amp? Jika kita mengganti sumber dependen dengan sumber nyata, apa yang akan kita lihat? (Saya kira ini juga lebih merupakan pertanyaan tentang 'Apa sumber dependen, sebenarnya?'). Saya telah mencari di mana-mana, dan saya selalu menemukan jawaban yang sama 'Sumber dependen adalah alat yang berguna untuk memodelkan rangkaian'. Tapi apa sebenarnya mereka?

operational-amplifier circuit-analysis analog

— Mahmud Assamaray
sumber

1

Bahkan en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier memiliki skema 741.

— Dmitry Grigoryev

49

Berikut adalah kit seharga $ 35 yang dapat Anda hasilkan, yang pada akhirnya setara dengan 741 op-amp menggunakan transistor 13 2N3904 dan 7 2N3906 diskrit. Ini memiliki delapan pos mengikat yang mewakili delapan pin perangkat.

Berikut ini tautan ke lembar data, yang mencakup skema untuk kit (ditampilkan di bawah) dan BOM.

Bandingkan dengan 741 "asli" dari lembar data TI :

Mereka hampir sama, bahkan sampai ke nilai resistor.

Ada juga 11 halaman "Prinsip-prinsip Operasi" yang masuk ke sedikit detail tentang cara kerjanya. Dan akhirnya, mereka memiliki Wiki .

— tcrosley
sumber

4

Juga perhatikan bahwa itu tidak akan sebagus 741 di beberapa daerah, terutama tegangan offset dan penyimpangan. Transistor input Q1 dan Q2 tidak cocok atau digabungkan secara termal, keduanya penting untuk op amp (IC) modern.

— WhatRoughBeast

3

@WhatRoughBeast Itu sebabnya saya memposting tautan ke datasheet untuk kit, jadi dia bisa membandingkan parameter dengan datasheet TI. Tetap saya pikir itu cara yang cukup keren untuk belajar tentang nyali op-amp, terutama mengikuti rangkaian seperti dijelaskan Prinsip-prinsip Operasi. Ini menangani topik seperti tegangan Offset, termasuk penggunaan Offset Null pin 1 dan 5.

— tcrosley

7

"Kita akan membutuhkan papan tempat memotong roti yang lebih besar."

— Chris O

2

Ini adalah jawaban favorit saya sejauh ini di seluruh situs! Sekarang saya harus mencari sirkuit.

— StainlessSteelRat

Di mana saya bisa membeli mainan ini?

— hkBattousai

6

" Sumber dependen adalah alat yang berguna untuk memodelkan sirkuit '. Tapi apa sebenarnya mereka? "

Mengenai "sumber dependen": Kami membedakan antara empat sumber yang dapat dikontrol (tergantung) yang berbeda:

Sumber tegangan yang dikendalikan tegangan (VCVS), Sumber tegangan yang dikendalikan arus (CCVS), Sumber arus yang dikendalikan tegangan (VCCS) dan sumber arus yang dikendalikan arus (CCCS).

Contoh:

Transistor (bipolar dan FET): VCCS
Penguat operasional: VCVS
Penguat transkonduktansi operasional (OTA): VCCS
Konveyor saat ini (generasi kedua, CCII): CCCS.

Pada kenyataannya, semua sumber dependen tidak ideal (input terbatas dan impedansi output, tergantung frekuensi). Itu berarti: Sumber ketergantungan nyata dapat dimodelkan menggunakan sumber tergantung ideal dalam hubungannya dengan elemen "parasit" (resistor, kapasitor)

— LvW
sumber

Terima kasih! Ini sebenarnya masuk akal, akhirnya. Saya tidak mengerti mengapa kita tidak pernah membahas hal ini di kelas saya ... Pasti akan membuat memahami subjek lebih mudah

— Mahmud Assamaray

2

@MahmudAssamaray Anda jelas, seperti saya, pembelajar berbasis teori. Anda harus memahami prinsip-prinsip di balik sesuatu sebelum Anda benar-benar dapat memahaminya. Sayangnya, kita berada dalam minoritas dan sebagian besar pengajaran ditujukan pada orang yang lebih mudah mempelajari detail permukaan dan menemukan teori di balik detail itu terlalu abstrak untuk dipahami tanpa pengalaman praktis terlebih dahulu. Coba cari melalui beberapa buku pelajaran selain yang Anda gunakan, Anda mungkin menemukan yang memiliki gaya mengajar yang lebih sesuai dengan gaya belajar Anda.

— Jules

Bukankah transistor bipolar juga CCCSes?

— user253751

Tidak - itu adalah kesalahpahaman umum (sayangnya, dapat ditemukan bahkan di beberapa buku teks). Diucapkan secara fisik - menurut persamaan terkenal Shockleys, Ic saat ini dikendalikan oleh tegangan basis-emitor Vbe saja. Bagaimana - misalnya - tiga pembawa bermuatan positif dari rilis dasar 333 pembawa bermuatan (negatif) dari emitor (dengan asumsi nilai beta 300)?

— LvW

@ Jules wajib 'ada lusinan dari kita' ... Ini menjengkelkan menjadi satu-satunya di kelas dengan gaya belajar saya, terutama ketika saya mengajukan pertanyaan, profesor saya biasanya melambaikannya dan mengatakan 'itu terlalu dalam pertanyaan untuk ruang lingkup kelas ini '. Belajar mandiri / internet / stackoverflow adalah berkah. Saya tidak pernah benar-benar berpikir untuk mencari buku pelajaran lain, terima kasih atas tipnya!

— Mahmud Assamaray

5

Jawaban lain menyarankan melihat penerapan op-amp nyata seperti 741, tetapi dari perspektif mempelajari cara kerjanya, cara terbaik untuk memulai adalah dengan sistem yang disederhanakan. Inti dari op-amp adalah pasangan ekor panjang . Ini dapat dibangun dan dioperasikan atau dianalisis secara terpisah dengan op-amp lainnya, dan memberikan dasar-dasar dasar apa op-amp itu.. Melihat skema 741, perhatikan bahwa pasangan transistor (Q1, Q3) dan (Q2, Q4) adalah pengganti untuk transistor tunggal Q1 dan Q2 dalam diagram di wikipedia. Resistor dalam rangkaian wikipedia disubstitusi dengan transistor untuk memungkinkan perilaku penguat inti dioptimalkan. Sirkuit 741 lainnya pada dasarnya dirancang untuk meningkatkan respons penguat ini (melepas offset, meningkatkan penguatan, meningkatkan respons frekuensi, dll.), Dan tidak sepenuhnya diperlukan untuk melakukan pekerjaan dasar.

— Jules
sumber

3

Cari 'skema LM709', atau 'skema LM 741'. Itu adalah beberapa opamps pertama yang tersedia dan memiliki skema yang cukup sederhana. Opamp modern didasarkan pada prinsip yang serupa, tetapi umumnya memiliki sirkuit yang lebih kompleks (karena transistor jauh lebih murah sekarang, dan persyaratan kinerja terus meningkat).

— jp314
sumber

1

Di situs web produsen chip, Anda dapat menemukan dokumentasi ekstensif pada sebagian besar IC, termasuk opamps yang sebenarnya Anda gunakan di laboratorium elektronik Anda. Dokumentasi semacam itu sering kali menyertakan diagram skematik. Khusus untuk chip opamp.

— Roland
sumber