Op-Amp IC's - Configuration des broches, caractéristiques et fonctionnement

1. IC 741

L'ampli opérationnel le plus couramment utilisé est l'IC741. L'ampli-op 741 est un amplificateur de tension, il inverse la tension d'entrée en sortie, on le trouve presque partout dans les circuits électroniques.

Configuration des broches:

Voyons la configuration des broches et les tests de 741 amplificateurs opérationnels. Habituellement, il s'agit d'un numéroté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de la puce. C'est un circuit intégré à 8 broches. Ils offrent des performances supérieures dans les applications d'intégrateur, d'amplificateur de sommation et de rétroaction générale. Ce sont des amplificateurs opérationnels à gain élevé, la tension sur l'entrée inverseuse peut être maintenue presque égale à Vin.

Il s'agit d'un boîtier double en ligne à 8 broches avec un brochage illustré ci-dessus.

Pin 1: Offset nul.

Broche 2: inverser la borne d'entrée.

Broche 3: borne d'entrée non inverseuse.

Broche 4: –VCC (alimentation en tension négative).

Pin 5: Offset nul.

Broche 6: tension de sortie.

Broche 7: + VCC (alimentation en tension positive).

Broche 8: pas de connexion.

Les broches principales de l'ampli opérationnel 741 sont les broches 2, 3 et 6. Dans l'amplificateur inverseur, une tension positive est appliquée à la broche2 de l'ampli-op, nous obtenons une sortie sous forme de tension négative via la broche 6. La polarité a été inversée. Dans un amplificateur non inverseur, une tension positive est appliquée à la broche3 de l'amplificateur opérationnel, nous obtenons une sortie sous forme de tension positive via la broche 6. La polarité reste la même dans l'amplificateur non inverseur. Vcc est généralement compris entre 12 et 15 volts. Lorsque deux alimentations (+ Vcc / -Vcc) sont utilisées, elles sont de même tension et de signe opposé dans presque tous les cas. N'oubliez pas que l'amplificateur opérationnel est un amplificateur de tension différentielle à gain élevé. Pour un amplificateur opérationnel 741, le gain est d'au moins 100 000 et peut être supérieur à un million (1 000 000). C’est un fait important dont vous devrez vous souvenir lorsque vous mettez le 741 dans un circuit.

Il existe de nombreux circuits d'application courants utilisant l'ampli-op IC741, ils sont un additionneur, un comparateur, un soustracteur, un intégrateur, un différenciateur et un suiveur de tension.

Voici un exemple de 741 circuits basés sur IC. Cependant, le 741 est utilisé comme comparateur et non comme amplificateur. La différence entre les deux est petite mais significative. Même s'il est utilisé comme comparateur le 741 détecte toujours signaux faibles afin qu'ils puissent être reconnus plus facilement. Un comparateur est un circuit qui compare deux tensions d'entrée. Une tension est appelée tension de référence et l'autre est appelée tension d'entrée. C'est un circuit qui compare une tension de signal appliquée à une entrée d'un ampli-op avec une tension de référence connue à l'autre entrée. L'ampli opérationnel 741 a des caractéristiques de transfert idéales (sortie ± Vsat) et la sortie est modifiée par incrément de la tension d'entrée de 2 mV.

Configuration des broches du schéma de circuit de l'amplificateur opérationnel 741

2. LM324

LM324 est un circuit intégré à quatre amplis op avec une grande stabilité, une bande passante qui a été conçu pour fonctionner à partir d'une seule alimentation sur une large gamme de tensions. Ils présentent des avantages différents par rapport aux types d'amplificateurs opérationnels standard dans les applications à alimentation unique. Il s'agit d'un boîtier double en ligne à 14 broches, contenant quatre amplificateurs opérationnels à compensation interne et à deux étages, illustrés sur la figure.

LM324

• Les broches 1, 7, 8 et 14 sont les sorties du comparateur
• Les broches 2, 6, 9 et 13 sont les entrées inverseuses du compacteur
• Les broches 3, 5, 10 et 12 sont des entrées non inverseuses du comparateur
• La broche 11 est mise à la terre (0 V)
• La broche 4 est la tension d'alimentation 5 V

Caractéristiques:

• Compensation de fréquence interne pour le gain unitaire
• Grand gain de tension CC 100 dB
• Large bande passante 1 MHz
• Large gamme d'alimentation: alimentation simple 3 V à 32 V
• Essentiellement indépendant de la tension d'alimentation
• Plage de tension d'entrée différentielle égale à la tension d'alimentation
• Grande oscillation de tension de sortie 0V à V + - 1,5V

Les diviseurs de potentiel du LM323 sont connectés aux entrées inverseuses et non inverseuses de l'amplificateur opérationnel pour donner une certaine tension à ces bornes. La tension d'alimentation est donnée à + V et –V est connecté à la terre. La sortie de ce comparateur sera logique haut si l'entrée de la borne non inverseuse est supérieure à l'entrée de la borne inverseuse du comparateur. Lorsque l'entrée inverseuse est supérieure à la valeur non inverseuse, le niveau logique bas (0) sera la sortie.

Fonctionnement du LM324:

• Lorsque l'alimentation est appliquée à une borne non inverseuse qui est inférieure à la tension d'inversion de l'amplificateur opérationnel, la sortie devient nulle, ce qui signifie qu'il n'y a pas de courant. Parce que nous savons déjà que quand '+> - = 1' . Ici, le signe «+» indique le terminal non inverseur et le signe «-» indique le terminal inverseur.
• Si la tension non inverseuse est supérieure à la tension inverseuse, la sortie sera élevée.
• Dans cette sortie du LM324 est connecté en interne à une certaine résistance et il a une certaine disposition à l'intérieur du circuit intégré, ce qui fait une grande différence par rapport aux autres comparateurs.
• Il est tiré vers le haut, donc pas besoin de connexion de résistance de l'alimentation.

LM324 Cricuit

3. LM339

Le LM339 est un comparateur le plus couramment utilisé, conçu pour une utilisation dans les applications de détection de niveau, de détection de bas niveau et de mémoire dans les applications électroniques automobiles et industrielles. Il dispose de quatre comparateurs intégrés, il compare deux niveaux de tension d'entrée et donne une sortie numérique pour afficher le plus grand.

Ces comparateurs ont en outre une caractéristique unique en ce que la plage de tension d'entrée en mode commun comprend la masse, malgré le fait qu'ils fonctionnent à partir d'une seule tension d'alimentation.

LM339

• Les broches 1, 2, 13 et 14 sont les sorties du comparateur
• La broche 3 est la tension d'alimentation 5 V
• Les broches 4, 6, 8 et 10 sont des entrées inverseuses du comparateur
• Les broches 5, 7, 9 et 11 sont des entrées non inverseuses du comparateur
• La broche 12 est mise à la terre (0 V)

Caractéristiques:

• Fonctionnement avec signal ou double alimentation
• Large plage d'alimentation en fonctionnement (VCC = 2V ~ 36V)
  • Puissance maximale: 2 V à 36 V
  • Testé à 30 V: appareils non-V
• La tension de mode commun d'entrée comprend la masse
• Faible consommation de courant d'alimentation (IF = 0,8 mA)
• Sorties à collecteur ouvert pour câblage et connexion
• Faible courant de polarisation d'entrée 25nA
• Tension de saturation de sortie faible
• Sortie compatible avec les systèmes logiques TTL, DTL et CMOS
• Plage de tension d'entrée différentielle égale à la tension d'alimentation

Les diviseurs de potentiel du LM339 sont connectés aux entrées inverseuses et non inverseuses de l'amplificateur opérationnel pour donner une certaine tension à ces bornes. La tension d'alimentation est donnée à + V et –V est connecté à la terre. La sortie de ce comparateur sera logique haut si l'entrée de la borne non inverseuse est supérieure à l'entrée de la borne inverseuse du comparateur.

Fonctionnement du LM339:

• Lorsque l'alimentation est appliquée à une borne non inverseuse qui est inférieure à la tension d'inversion de l'amplificateur opérationnel, la sortie devient nulle, ce qui signifie qu'il n'y a pas de courant. Parce que nous savons déjà que quand '+> - = 1' . Ici, le signe «+» indique le terminal non inverseur et le signe «-» indique le terminal inverseur.
• Si la tension non inverseuse est supérieure à la tension inverseuse, le courant circule dans l'appareil.
• Le LM339 agit comme un collecteur ouvert, c'est pourquoi nous avons connecté la résistance de l'alimentation, si nous supprimons la résistance, il n'y a pas de courant dans le circuit.

LM324 Cricuit

4. LM258

Les amplificateurs opérationnels LM358 sont utilisés dans les amplificateurs à transducteur, les blocs de gain CC et tous les circuits amplificateurs opérationnels classiques qui peuvent désormais être plus facilement mis en œuvre dans des systèmes d'alimentation électrique unique. Par exemple, l'ampli opérationnel LM358 peut être directement alimenté par la tension d'alimentation standard + 5V qui est utilisée dans le cadre des systèmes numériques et fournira facilement l'électronique d'interface requise sans avoir besoin des alimentations supplémentaires de ± 15V.

Il est livré dans un boîtier DIP à 8 broches, illustré ci-dessous.

LM358

Description de la broche:

• Les broches 1 et 7 sont des sorties du comparateur
• Les broches 2 et 6 sont des entrées inverseuses
• Les broches 3 et 5 sont des entrées non inverseuses
• La broche 4 est la masse (GND)
• La broche 8 est VCC +

Caractéristiques:

• Compensation de fréquence interne pour le gain unitaire
• Grand gain de tension continue: 100 DB
• Large bande passante
• Large plage d'alimentation: alimentation unique: 3V à 32V
• Consommation de courant d'alimentation très faible essentiellement indépendante de la tension d'alimentation
• Tension de décalage d'entrée faible: 2 mV
• La plage de tension d'entrée en mode commun comprend la masse
• Plage de tension d'entrée différentielle égale à la tension d'alimentation
• Consommation d'énergie adaptée au fonctionnement sur batterie

Avantages:

• Deux amplis op compensés en interne
• Élimine le besoin de deux fournitures
• Permet la détection directe près de GND et VOUT va également à GND
• Compatible avec toutes les formes de logique
• Consommation d'énergie adaptée au fonctionnement sur batterie

Fonctionnement du LM358:

L'entrée inverseuse du comparateur LM358, c'est-à-dire, la broche 2 est donnée à la tension fixe, c'est-à-dire dans le rapport 47k: 10k et l'entrée non inverseuse du comparateur est tirée vers le bas et est donnée à la borne de détection. Lorsque la résistance entre l'alimentation positive et l'entrée non inverseuse est élevée, il en résulte que l'entrée non inverseuse est inférieure à l'entrée inverseuse rendant la sortie du comparateur comme logique basse sur la broche 1. Et lorsque la résistance tombe, rendant disponible une tension à l'entrée non inverseuse supérieure à l'entrée inverseuse, de sorte que la sortie du comparateur est logique haut.

5. Amplificateur opérationnel CA 3130

C'est un excellent ampli op qui nécessite des exigences de courant d'entrée très faibles. Sa sortie sera à l'état zéro en mode arrêt. Le CA3130 est le circuit intégré BiMOS à 15 MHz avec des entrées MOSFET et une sortie bipolaire. Des transistors MOSFET sont présents dans les entrées qui fournissent une impédance d'entrée très élevée. Le courant d'entrée peut être aussi bas que 10 pA. Le circuit intégré présente des performances très rapides et combine les avantages des transistors CMOS et bipolaires. La présence de transistors PMOS aux entrées se traduit par une capacité de tension d'entrée en mode commun jusqu'à 0,5 volts en dessous du rail négatif. Il est donc idéal dans les applications à alimentation unique.

La sortie a une paire de transistors CMOS qui fait basculer la tension de sortie à moins de 10 mV de l'une des bornes de tension d'alimentation. IC CA3130 fonctionne de 5 à 16 volts et peut être compensé en phase avec un seul condensateur externe. Il dispose également de bornes pour régler la tension de décalage et le stroboscope.

Circuit de bogue mobile utilisant CA3130

6. Amplificateur opérationnel CA 3140

Il s'agit de l'ampli Op BiMOS 4,5 MHz avec entrées MOSFET et sortie bipolaire. Il contient à la fois des transistors PMOS et des transistors bipolaires haute tension. Les entrées ont des MOSFET protégés par grille (PMOS) qui fournissent une impédance d'entrée très élevée, généralement autour de 1,5T Ohms. Le courant d'entrée requis est très faible autour de 10 pA. Il présente une réponse très rapide et une vitesse de performance élevée. La sortie est protégée contre les dommages causés par un court-circuit aux bornes de charge. L'étage d'entrée a PMOS FET qui aide à la capacité de tension d'entrée en mode commun aussi bas que 0,5 volts. Le CI est compensé en phase interne pour un fonctionnement stable. Il dispose également de bornes pour une réduction de fréquence supplémentaire et une annulation de décalage.

Circuit d'alarme anti-arrachement de sac utilisant CA3140

7. Amplificateur opérationnel TL071

C'est un ampli op à faible bruit avec des entrées JFET. Il fonctionne en mode commun large et consomme très peu de courant. Il nécessite une polarisation d'entrée très faible et des courants de décalage. Sa sortie est protégée contre les courts-circuits et a une vitesse de balayage très élevée de 13 V / us et présente un fonctionnement sans verrouillage. Le TL0 71 est idéal pour les circuits de préamplificateur audio et haute fidélité. TL071 et TL0 72 ne contiennent qu'un seul ampli opérationnel tandis que le TL074 est un Quad OpAmp avec 4 amplificateurs opérationnels à l'intérieur.

Circuit de protection pour ordinateur portable utilisant ICTL0 71

8. Amplificateur opérationnel TL082

Il s'agit d'un double OpAmp avec des entrées et des sorties séparées. Il dispose d'entrées JFET et de sorties bipolaires. L'IC montre une vitesse de balayage très élevée, une faible polarisation d'entrée. Il a également un faible courant de décalage et une faible tension de décalage. Ses entrées peuvent être polarisées avec des courants d'entrée très faibles. La sortie du circuit intégré est protégée contre les courts-circuits. Le TL082 présente un fonctionnement sans verrouillage et dispose d'une compensation de fréquence interne.

9. Amplificateur opérationnel LM 311

Il s'agit d'un seul OPAMP capable de piloter des circuits DTL, RTL, TTL ou MOS. Sa sortie peut commuter jusqu'à 50 volts et 50mA de courant. Il fonctionne sur une large gamme de tensions d'alimentation de 5 à 30 volts et ne nécessite qu'une seule alimentation. Il peut directement piloter des relais, des solénoïdes, etc. si le courant requis est inférieur à 50 mA. La connexion par broches du LM311 est différente des autres OpAmps. Ici, la broche3 est une entrée inverseuse et la broche2 une entrée non inverseuse. La sortie est également différente. Il a deux sorties. La broche 7 est la sortie positive qui absorbe le courant tandis que la broche 1 est la sortie négative.

La broche 7 est connectée au collecteur du transistor de sortie NPN. La broche 1 forme l'émetteur du transistor de sortie. Normalement, le transistor de sortie est à l'état bloqué et son collecteur sera tiré vers Vcc. Si sa base reçoit plus de 0,7 volts, elle sature et s'allume. Cela absorbe le courant et la charge s'allume. Donc, contrairement aux autres OpAmps, le LM311 absorbe le courant et la sortie devient faible lorsqu'elle est déclenchée.

Circuit de minuterie d'horloge utilisant IC LM 311. Le relais se met en marche lorsque l'heure réglée dans l'horloge arrive

10. IC 747

Le 747 est un double amplificateur opérationnel à usage général contenant deux amplificateurs opérationnels 741. Les deux amplificateurs opérationnels ont un réseau de polarisation et des câbles d'alimentation communs. Sinon, leur fonctionnement est totalement indépendant. Les caractéristiques de l'ampli-op sont l'absence de verrouillage lorsque la plage de mode commun d'entrée est dépassée, l'absence d'oscillations. Il s'agit d'un boîtier double en ligne (DIP) à 14 broches, illustré dans la figure ci-dessous:

Description de la broche du 747 ampli-op:

Pin1 - Inverser la borne d'entrée de op-amp1

Pin2 - Borne d'entrée non inverseuse de op-amp1

Pin3 - Décalage terminal nul op-amp1

Pin4 - Tension d'alimentation négative (-V)

Pin5 - Terminal nul offset de op-amp2

Pin6 - Borne d'entrée non inverseuse de op-amp2

Pin7 - Inverser la borne d'entrée de op-amp2

Pin8 - Terminal nul offset de op-amp2

Pin9 - Tension d'alimentation positive (+ V) de op-amp2

Pin10 - Sortie de op-amp2

Pin11 - Pas de connexion (NC)

Pin13 - Tension d'alimentation positive de op-amp1

Pin14 - Terminal nul offset de op-amp1

Caractéristiques du 747 ampli-op:

• Double tension d'alimentation ± 1,5 V à ± 15 V
• Aucune compensation de fréquence requise
• Protection de court circuit
• Larges plages de tension en mode commun et différentielles
• Faible consommation d'énergie
• Gain d'unité stable
• Pas de verrouillage
• Décalage équilibré nul
• Le courant d'alimentation est inférieur à 300 μA par amplificateur à 5 V

Comment tester un circuit intégré d'ampli op?

Les amplificateurs opérationnels sont largement utilisés dans les circuits électroniques en tant qu'amplificateurs, comparateurs, suiveurs de tension, amplificateurs sommateurs, etc. La plupart des amplis opérationnels couramment utilisés tels que 741, TL071, CA3130, CA3140, etc. ont les mêmes configurations de broches. Par conséquent, ce testeur est utile pour vérifier le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel pendant le dépannage ou l'entretien. C'est un outil facile à fabriquer qui est essentiel dans l'établi d'un amateur ou d'un technicien.

Le testeur est câblé autour d'une base CI à 8 broches dans laquelle le CI à tester peut être inséré. La broche 2 (entrée inverseuse du CI) est connectée à un diviseur de potentiel R2, R3 qui donne la moitié de la tension d'alimentation à la broche 2. La broche 3 (aucune entrée inverseuse) de la base du CI est connectée au VCC via R1 et un interrupteur Push to on. La broche de sortie 6 est utilisée pour connecter la LED d'indication visuelle via la résistance de limitation de courant R4.

La conception est un comparateur de tension. Insérez le CI dans la prise avec l'orientation correcte. L'encoche sur le côté gauche du CI doit correspondre à l'encoche de la base du CI. Dans ce mode comparateur, la sortie de IC1 devient élevée lorsque sa broche 3 obtient une tension plus élevée que la broche 2. Ici, la broche 2 reçoit 4,5 volts (si la batterie est à 9 V) et la broche 3, 0 volts.

Ainsi, la sortie reste faible et la LED sera sombre. Lorsque S1 est enfoncé, la broche 3 reçoit une tension plus élevée que la broche 2 et la sortie de l'IC devient élevée pour allumer la LED. Cela indique que les circuits à l'intérieur du CI fonctionnent.

Test des topologies:

Il existe trois topologies de test dans l'ampli opérationnel

• La boucle de test des deux amplificateurs opérationnels
• Boucle d'auto-test
• Trois sur boucle d'ampli

Vous avez maintenant une idée de la configuration des broches et des CI opam si vous avez des questions sur ce sujet ou sur les projets électroniques laissez les commentaires ci-dessous.

Vidéo montrant la comparaison des 4 premiers circuits intégrés