Qu'est-ce qu'un ampli op IC 741: diagramme des broches et son fonctionnement

La forme courte de l'amplificateur opérationnel est ampli-op, qui est un type de circuit intégré à semi-conducteurs. Le premier amplificateur opérationnel est conçu par Fairchild Semiconductors en 1963. C'est le bloc de base de l'analogique. circuits électroniques qui accomplissent différents types de tâches de traitement de signaux analogiques. Ces circuits intégrés utilisent une rétroaction extérieure pour réguler leurs fonctions et ces composants sont utilisés comme dispositif polyvalent dans divers instruments électroniques. Il se compose de deux entrées et de deux sorties, à savoir des bornes inverseuses et non inverseuses. Cet ampli op IC 741 est le plus couramment utilisé dans divers circuits électriques et électroniques. L'intention principale de cet ampli-op 741 est de renforcer les signaux AC et DC et pour les opérations mathématiques. Soyons clairs sur ce 741 Op Amp en connaissant ses propriétés, son diagramme de broches, ses spécifications et les concepts associés.

Qu'est-ce que l'ampli op IC 741?

Le terme amplificateur opérationnel est la forme complète d'un ampli-op et c'est un type d'IC ​​( circuits intégrés ). Un amplificateur opérationnel est un amplificateur de tension à gain élevé couplé en courant continu avec un i / p différentiel et un seul o / p. Dans cette structure, un amplificateur opérationnel génère un potentiel o / p qui est généralement plusieurs fois plus grand que la différence de potentiel entre ses bornes i / p.

Les amplificateurs opérationnels ont leurs racines dans les ordinateurs analogiques, où ils étaient utilisés pour accomplir des opérations mathématiques dans plusieurs circuits linéaires, non linéaires et dépendant de la fréquence. La popularité de ce circuit intégré en tant que base bloc de construction dans les circuits analogiques est due à sa flexibilité. En raison de ses caractéristiques, celles-ci sont déterminées par un composant extérieur et dépendent également légèrement des coefficients de température, sinon des différences de fabrication dans le circuit intégré lui-même.

De nos jours, les amplificateurs opérationnels sont les circuits intégrés les plus couramment utilisés. Le applications de ces CI comprennent une vaste gamme d'appareils industriels, scientifiques et grand public. Le coût des plusieurs amplificateurs opérationnels typiques est faible dans un volume de production raisonnable, mais certains amplificateurs opérationnels hybrides intégrés avec des conditions de performances différentes peuvent coûter plus de 100 dollars. Les amplificateurs opérationnels peuvent être emballés comme des appareils ou utilisés comme principes de base de circuits intégrés plus composés.

L'amplificateur opérationnel est un type d'amplificateur différentiel . Différents types d'amplificateurs différentiels comprennent l'amplificateur d'instrumentation, l'amplificateur d'isolement, l'amplificateur à rétroaction négative et l'amplificateur entièrement différentiel. L’IC 741 ressemble à une «petite puce». Mais c'est un usage général. Vous devez connaître les informations de base à ce sujet.

Le Amplificateur opérationnel IC 741 ressemble à une petite puce. La représentation du 741 IC op-amp est donnée ci-dessous qui comprend huit broches. Les broches les plus significatives sont 2,3 et 6, où les broches 2 et 3 désignent des bornes inverseuses et non inverseuses, et la broche 6 indique la tension de sortie. La forme triangulaire dans le CI signifie un circuit intégré op-amp.

La version actuelle de la puce est désignée par le célèbre ampli op IC 741. La fonction principale de cet IC 741 est d'effectuer des opérations mathématiques dans divers circuits. L'ampli opérationnel IC 741 est composé de divers étages du transistor qui ont généralement trois étages tels que le différentiel i / p, un push-pull o / p et un étage de gain intermédiaire.

Cet amplificateur opérationnel peut offrir une gamme élevée de gain de tension et cela peut être fait pour fonctionner à différents niveaux de tension et cette fonctionnalité permet au dispositif de se mettre en œuvre dans divers intégrateurs, de type sommateur d'amplificateurs, et autres. Même il détient les caractéristiques de protection de l'appareil au moment du court-circuit et possède des réseaux de circuits de compensation de fréquence internes. Ce circuit intégré peut être fabriqué sous trois formes et celles-ci sont en boîtier SOIC à 8 broches, en boîtier double en ligne à 8 broches et en métal TO5-8.

741 DIP et To5

L'amplificateur opérationnel IC 741 est utilisé dans deux méthodes telles qu'un inverseur (-) et un non inverseur (+).

Les amplis-op différentiels comprend un ensemble de FET ou BJT. La représentation de base de cet amplificateur opérationnel est la suivante:

Diagramme des broches

Le configuration des broches de l'amplificateur opérationnel IC 741 est illustré ci-dessous. Le ampli op 741 schéma de broches et la fonctionnalité de chaque broche est expliquée clairement dans la section ci-dessous.

Diagramme des broches IC 741

Broches d'alimentation: broches 4 et 7

Les broches 4 et 7 sont les bornes d'alimentation en tension négative et positive. La puissance nécessaire au fonctionnement du circuit intégré provient de ces deux broches. Le niveau de tension entre ces broches peut être compris entre 5 et 18V.

Broche de sortie: broche 6

La sortie qui est fournie par l'ampli opérationnel IC 741 est reçue de cette broche. La tension de sortie reçue sur cette broche est basée sur l'approche de rétroaction utilisée et le niveau de tension sur les broches d'entrée.

Lorsque la valeur de tension sur la broche 6 est élevée, cela correspond que la tension de sortie est similaire à la tension d'alimentation + ve. De la même manière, lorsque la valeur de tension à la broche 6 est basse, cela correspond que la tension de sortie est similaire à la tension d'alimentation -ve.

Broches d'entrée: broches 2 et 3

Ce sont les broches d'entrée de l'amplificateur opérationnel. La broche 3 est considérée comme l'entrée inverseuse tandis que la broche 3 est considérée comme la broche d'entrée non inverseuse. Lorsque la valeur de tension à la broche 2 >> broche 3, ce qui signifie que l'entrée inverseuse a une valeur de tension élevée, le signal de sortie est faible.

De la même manière, lorsque la valeur de tension à la broche 3 >> broche 2 qui signifie que l'entrée non inverseuse a une valeur de tension élevée, alors le signal de sortie est haut.

Décalage des broches nulles: broches 1 et 5

Comme indiqué précédemment, cet amplificateur opérationnel a un niveau de gain de tension accru. Pour cette raison, même des variations minimes des tensions aux entrées non inverseuse et inverseuse, qui se produisent en raison des anomalies de la procédure de construction ou d'autres anomalies, auront un impact sur la sortie.

Pour remédier à cela, une valeur de décalage de la tension à appliquer aux broches 1 et 5, et ceci généralement réalisé par un potentiomètre.

Broche non connectée: broche 8

C'est juste une broche qui sert à remplir la broche vide de l'ampli op IC 741. Il n'a de connexion avec aucun des circuits internes ou externes.

Fonctionnement de l'IC 741 Op-Amp

Cette section explique clairement le concept de schéma interne et fonctionnement de l'IC 741. Un IC 741 typique est construit avec un circuit qui est inclus avec 11 résistances et 20 transistors. Tous ces transistors et résistances sont assimilés et connectés en une seule puce monolithique. Avec l’image ci-dessous, les connexions internes du composant peuvent être facilement comprises.

Circuit interne 741 IC

Ici, pour les transistors Q1 et Q2, les entrées inverseuses et non inverseuses sont connectées en correspondance. Les transistors Q1 et Q2 fonctionnent comme des émetteurs NPN où ces sorties sont connectées à un couple de transistors Q3 et Q4. Ces Q3 et Q4 fonctionnent comme des amplificateurs à base commune. Ce type de configuration isole les entrées qui ont une connexion avec Q3 et Q4 et élimine ainsi le retour de signal probable qui pourrait avoir lieu.

Les fluctuations de tension qui se produisent aux entrées de l'amplificateur opérationnel peuvent avoir un impact sur le flux de courant du circuit interne et ont également un impact sur la plage fonctionnelle effective de tout transistor qui se trouve dans le circuit. Donc, pour éviter que cela ne se produise, il y a eu la mise en œuvre de deux miroirs actuels. Les paires de transistors (Q8, Q9) et (Q12, Q13) sont connectées de manière à former des circuits miroirs.

Comme les transistors Q8 et Q12 sont les transistors de régulation, ils fixent le niveau de tension à la jonction EB pour leur paire correspondante du transistor. Ce niveau de tension peut être réglé avec précision à quelques décimales de millivolts et cette précision ne permet que le flux de courant nécessaire vers le circuit.

Un circuit miroir qui est développé par Q8 et Q9 est alimenté au circuit d'entrée tandis que l'autre circuit miroir développé par Q12 et Q13 est alimenté vers le circuit de sortie. De plus, l'autre circuit miroir qui est le troisième formé par Q10 et Q11 fonctionne comme une connexion d'impédance accrue entre l'alimentation -ve et l'entrée. Cette connexion offre un niveau de tension de référence ne montrant aucun effet de charge sur le circuit d'entrée.

Le transistor Q6 ainsi que les résistances 4,5K et 7,5K seront développés en un circuit de décalage de niveau de tension qui diminue le niveau de tension du circuit amplificateur à la section d'entrée par Vin avant qu'il ne soit passé au circuit suivant. Ceci est réalisé pour éliminer tout type de variations de signal au niveau de la section d'amplification de sortie. Alors que les transistors Q22, Q15 et Q19 sont conçus pour fonctionner comme un amplificateur de classe A et que les transistors Q14, Q20 et Q17 se développent en tant que phase de sortie du 741 Op Amp.

Afin d'éliminer tout type d'anomalies à la phase d'entrée du circuit différentiel, les transistors Q5, Q6 et Q7 sont alors utilisés pour former une configuration qui a un décalage nul + ve et -ve et des niveaux d'entrées inverseuses et non inverseuses en conséquence.

Intégrateur et différentiateur ampli-op

Les sections ci-dessous expliquent la procédure expérimentale de intégrateur et différenciateur utilisant la théorie de l'ampli opérationnel IC 741.

Pour connaître l'ampli op fonctionnant comme différenciateur et intégrateur, nous avons besoin d'une maquette, de résistances de valeur (10KΩ, 100KΩ, 1,5KΩ et 150Ω), de RPS, d'un amplificateur opérationnel IC 741, de fils à connecter, de condensateurs de valeur (0,01µF, 0,1 µF) et un oscilloscope (CRO).

Intégrateur 741

Le circuit intégrateur utilisant un ampli opérationnel est illustré ci-dessous. Pour former un circuit intégrateur et connaître la sortie, la connexion du circuit doit être effectuée comme expliqué dans les étapes ci-dessous:

• Au niveau de la section d'entrée, appliquez une onde sinusoïdale symétrique ayant une fréquence de 1 kHz et une amplitude de 2V qui est une tension de crête à crête.
• Connectez les sections d’entrée et de sortie du circuit au canal CRO 1 et au canal 2. Cette connexion permet d’observer les formes d’onde générées.
• Tracez les formes d'onde observées sur un graphique avec les valeurs similaires observées sur CRO.
• Observez ensuite les valeurs pratiques et théoriques. Ce type de connexion permet à l'amplificateur opérationnel IC 741 d'être utilisé comme circuit intégrateur.

Le circuit de différenciation utilisant un ampli opérationnel est illustré ci-dessous. Pour former un circuit différenciateur et connaître la sortie, la connexion du circuit doit être effectuée comme expliqué dans les étapes ci-dessous:

Différentiateur IC 741

• Au niveau de la section d'entrée, appliquez une onde triangulaire symétrique ayant une fréquence de 1 KHz et une amplitude de 2 V qui est une tension de crête à crête.
• Connectez les sections d’entrée et de sortie du circuit au canal CRO 1 et au canal 2. Cette connexion permet d’observer les formes d’onde générées.
• Tracez les formes d'onde observées sur un graphique avec les valeurs similaires observées sur CRO.
• Observez ensuite les valeurs pratiques et théoriques. Ce type de connexion permet à l'amplificateur opérationnel IC 741 d'être utilisé comme circuit intégrateur.

Ondes de sortie de l'intégrateur et du différentiel

Configuration en boucle ouverte

L'approche la plus simple pour implémenter l'IC 741 Op Amp est de le faire fonctionner dans la configuration en boucle ouverte. Le configuration en boucle ouverte de l'IC 741 est en mode inverseur et non inverseur.

Un amplificateur opérationnel inverseur

Dans un ampli opérationnel IC 741, les broches 2 et 6 sont les broches d'entrée et de sortie. Lorsque la tension est donnée à la broche 2, nous pouvons obtenir la sortie de la broche 6. Si la polarité de la broche i / p-2 est + Ve, alors la polarité qui provient de la broche o / p6 est-Ve. Ainsi le o / p est toujours opposé au i / p.

Le schéma de circuit de l'amplificateur opérationnel inverseur est illustré ci-dessus et le gain du circuit de l'amplificateur opérationnel inverseur est généralement calculé en utilisant cette formule A = Rf / R1

Par exemple, si Rf est de 100 kilo ohm et R1 est de 10 kilo ohm, le gain serait de -100 / 10 = 10 Si la tension i / p est de 2,5 V, la tension o / p serait de 2,5 × 10 = 25

Amplificateur opérationnel non inverseur

Dans un amplificateur opérationnel IC 741, les broches 3 et 6 sont des broches d'entrée et de sortie. Lorsque la tension est donnée à la broche 3, nous pouvons obtenir la sortie de la broche 6. Si la polarité est + Ve à la broche d'entrée-3, alors la polarité qui provient de la broche o / p-6 est également + Ve. Donc le o / p n'est pas le contraire.

Le schéma de circuit non inverseur est illustré ci-dessus et le gain de ce circuit non inverseur est généralement calculé en utilisant cette formule A = 1 + (Rf / R1)

Par exemple, si Rf est de 100 kilo ohm et R1 est de 25 kilo ohm, alors le gain serait de 1+ (100/25) = 1 + 4 = 5 Si la tension i / p est 1, alors la tension o / p serait être 1X5 = 5 v

Schéma du circuit de l'amplificateur opérationnel IC 741

Les applications comprennent principalement un additionneur, un comparateur, un soustracteur, un suiveur de tension, un intégrateur et un différenciateur. Le schéma de circuit de l'ampli op IC 741 est donnée ci-dessous. Dans le circuit suivant, IC L'amplificateur opérationnel 741 est utilisé comme comparateur . Même si nous l'avons utilisé comme comparateur, le CI observe toujours les signaux faibles afin qu'ils puissent être identifiés plus simplement.

Configuration des broches IC 741

Spécifications de IC 741 Op-Amp

Les spécifications ci-dessous expliquent clairement la fonctionnalité de fonctionnement et le comportement de l'IC 741:

• Alimentation: Pour la fonctionnalité de cet amplificateur opérationnel, il nécessite une tension minimale de 5V et il peut gérer jusqu'à 18V.
• Impédance d'entrée: il a une plage d'environ 2 mégaohms
• Impédance de sortie: il a une plage d'environ 75 ohms
• Slew Rate: C'est également l'attribut crucial dans le choix de l'amplificateur opérationnel pour une gamme de fréquences élevée. Ceci est défini comme la variation maximale de la tension de sortie / unité de temps. SR est mesuré en volts / µsec et représenté par: SR = dVo / dt Avec le calcul de la vitesse de balayage, on peut simplement connaître le changement de sortie où l'amplificateur opérationnel varie en fonction des variations du niveau de fréquence d'entrée. Le SR varie avec la variation du gain de tension et cela est généralement appelé gain unitaire. La valeur de la vitesse de balayage de l'ampli-op est toujours stable. SO, lorsque les nécessités de pente des valeurs de sortie sont supérieures à la vitesse de balayage, alors il se produit une distorsion. Pour un amplificateur opérationnel IC 741, la vitesse de balayage est de 0,5 V / microsec, ce qui est minimal. Pour cette raison, ce circuit intégré n'est pas utilisé pour des plages de fréquence accrues comme dans les comparateurs, les filtres et les oscillateurs.
• Gain de tension: le gain de tension est de 2,00 000 pour une gamme minimale de fréquences
• Plage de décalage d'entrée: cet amplificateur opérationnel IC 741 a une plage de décalage d'entrée comprise entre 2 et 6 mV
• Charge de sortie: la plage recommandée est> 2 kilo ohms
• Réponse transitoire: il s'agit de l'aspect crucial utilisé pour choisir un amplificateur opérationnel dans de multiples applications. Avec la rétroaction en régime permanent, l'ampli opérationnel inclut la réponse complète du circuit pratique. La section de rétroaction où une valeur constante est obtenue avant de recevoir la valeur de sortie est appelée réponse transitoire. Une fois qu'elle atteint cette valeur, la valeur constante reste à ce point et ainsi parce que cela s'appelle un niveau constant. Cette phase stationnaire n'est pas basée sur le temps. Les attributs de cette réponse transitoire sont le pourcentage de dépassement et le temps de montée. Il a une relation inverse avec la largeur de bande à gain unitaire de l'amplificateur opérationnel.

Pour que l'amplificateur opérationnel fonctionne comme un amplificateur de tension, il est recommandé d'augmenter l'impédance d'entrée et de faibles valeurs d'impédance de sortie.

Caractéristiques de l'ampli-op 741

Les caractéristiques de l'amplificateur opérationnel IC 741 sont les suivantes

• L'impédance d'entrée de l'ampli opérationnel IC 741 est supérieure à 100 kilo-ohms.
• Le o / p de l'ampli opérationnel 741 IC est inférieur à 100 ohms.
• La gamme de fréquences des signaux d'amplification pour l'amplificateur opérationnel IC 741 est de 0 Hz à 1 MHz.
• Le courant de décalage et la tension de décalage de l'ampli opérationnel IC 741 sont faibles
• Le gain de tension de l'IC 741 est d'environ 2,00 000.

741 Applications d'ampli-op

Il existe de nombreux circuits électroniques construits avec un ampli opérationnel IC 741, à savoir un suiveur de tension, Convertisseur analogique-numérique , circuit d'échantillonnage et de maintien, conversion de tension en courant et courant en tension, amplificateur de sommation , etc. Les applications de l'amplificateur opérationnel IC 741 sont les suivantes.

• Oscillateur à fréquence audio variable utilisant IC 741 Op Amp
• IC 741 RPS à ondulation réglable basé sur l'amplificateur opérationnel
• Mélange audio pour quatre canaux utilisant IC 741 Op Amp
• IC 741 Op Amp et interrupteur à lumière automatique basé sur le LDR
• Compteur de polarité de tension continue utilisant IC 741 Op-Amp
• Thermomètre pour pièce électronique utilisant IC 741 Op Amp
• Écoute de bogue à l'aide de l'IC 741 Op-Amp
• Amplificateur de microphone utilisant IC 741 Op-Amp
• Testeur d'ampli opérationnel IC 741
• Ceci est la protection basée sur les courts-circuits RPS
• Commutateur tactile thermique utilisant l'ampli op IC 741
• Conversion de V en F en utilisant IC 741 Op Amp
• Génération sonore du vent basée sur l'ampli-op IC 741

Infographie de 741 ampli op